JP4630405B2 - Method and apparatus for reducing small organic compounds from blood products - Google Patents
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Abstract
Description
関連出願の相互参照
本出願は同時係属中の出願番号08/779,830および08/779,885(1997年1月6日出願)の継続出願であり、これらは参考としてその全体が援用される。
技術分野
本発明は血液製剤から小有機化合物(small organic compounds)を減少させるための方法および装置に関する。
背景技術
血液製剤からの物質の除去に関する広範囲な一連の研究が存在する。この研究の大部分は、白血球を減少させることに関する。例えば、M.N.Boomgaardら、Transfusion 34:311(1994); F. Bertoliniら、Vox Sang 62:82(1992); およびA.M. Joustra-Dijkhuisら、Vox Sang 67:22(1994)参照。血小板の濾過が、血小板濃縮物から白血球を減少させる場合に使用される最も一般的な方法である。例えば、
吸着プロセスを用いて、選択的な血液成分がリン脂質ポリマー上で単離されている。例えば、種々の電荷を有するいくつかのコポリマーが、血小板接着およびタンパク質吸着などの血液成分との相互作用について評価されている。K.Ishiharaら、J.Biomed. Mat. Res. 28:1347(1994)。しかしこのようなポリマーは低分子量化合物の吸着のために設計されているわけではない。
種々の透析手段により、血漿および全血から低分子量化合物を除去することが可能である。例えば、透析により、低分子量毒素および薬学的化合物が首尾良く除去され得る。従って、透析は、例えばソラレンおよびソラレン光産物を血液製剤から除去するために使用され得る。残念なことに、現在の透析手順は非常に複雑かつ高価な装置を含む。それゆえ、透析装置の使用は、大量の血液製剤の浄化のためには実用的ではない。
メチレンブルーの吸着のためにポリスチレンジビニルベンゼン、シリカゲル、およびアクリルエステルポリマーを使用することが以前に記載されている。例えば、PCT公開公報WO 91/03933は、遊離の吸着樹脂(例えば、Amberlites(Rohm and Haas(Frankfurt, Germany)およびBio Beads(Bio-Rad Laboratories(Munich, Germany))を用いたバッチの研究を記載する。しかし、これらの方法では、吸着樹脂を血液製剤に曝露した後に非常に注意深く除去しなければ、樹脂粒子を輸血する危険が生じる。
これに加えて、白血球およびウイルス不活化剤(例えば、ソラレン、ヒペリシン、ならびにメチレンブルー、トルイジンブルー、およびクリスタルバイオレットのような色素)の除去のための装置およびプロセスもまた開示されている。具体的には、PCT公開公報WO 95/18665は、機械的に安定なポリマー物質を含むテキスタイルウェブが敷設されたフィルタを記載する。ウェブそれ自体は内部連結(interlock)されたテキスタイル繊維を含み、これが空間を含むマトリクスを形成し、この空間内に繊維化粒子が配置される。しかし、この装置は第XI因子活性の著しい低下を引き起こす。
従って、生物学的流体中の小有機化合物の濃度を減少させながら、精製された流体の生物学的活性を実質的に維持する、より簡単で、より安全かつより経済的な手段が必要とされる。
発明の開示
本発明は、血液製剤中の小有機化合物濃度を減少させながら、この血液製剤の所望の生物学的活性を実質的に維持する装置を意図し、この装置は、高度に多孔質の吸着剤粒子を含み、そしてここで吸着剤粒子は不活性マトリクスで固定化される。1つの実施態様では、この不活性マトリクスは繊維ネットワークまたは焼結媒体であり得る。
血液製剤中の小有機化合物濃度の減少のために、吸着剤粒子を不活性マトリクス中に固定化することは、今までの系に比べていくつもの利益および利点を有する。1つの利点は、ルーズな(loose)吸着剤粒子が血液製剤中に漏出することが少なくなる点であり、これはより安全な血液製剤を製造することにつながる。他の利点は、吸着剤粒子が小有機化合物を吸着する能力が高められることである。これは、一部には、固定化されていない粒子を血液製剤(例えば、赤血球を含む物質)と共に使用した場合に関連する凝集の問題が排除されることによる。さらなる利点は、ルーズな吸着剤を取り扱いに関する問題が減ることである。そのため製造が簡単になる。不活性マトリクスで固定化された吸着剤粒子を使用することによる驚くべき利点は、血液製剤、例えば、血小板、赤血球、および白血球を含む保存された膜の損傷が減ることである。
1つの実施態様では、吸着剤粒子は約750m2/gを越える表面積を有する。他の実施態様では、吸着剤粒子は約1000m2/gを越える表面積を有し得る。
1つの実施態様では、装置はフロー装置であり、ここで吸着剤粒子は直径約200μm未満であり、かつ直径10μmより大きい。他の実施態様では、装置はバッチ装置であり、ここで吸着剤粒子は直径約1200μm未満であり、かつ直径300μmより大きい。
本発明は、吸着剤粒子がポリ芳香族化合物または活性炭を含むことを意図する。1つの実施態様では、ポリ芳香族化合物は高次架橋した(hypercrosslinked)ポリスチレンジビニルベンゼンコポリマーネットワーク中に含まれる。1つの実施態様では、活性炭は天然源由来であり得る。他の実施態様では、活性炭は、高度スルホン化ポリスチレンビーズを高温活性化プロセスで処理することによって得られる合成源由来であり得る。
さらに、血液製剤中のアクリジン、アクリジン誘導体、メチレンブルーまたはチオールの濃度を減少させる装置が意図される。また、ソラレン、ソラレン誘導体(例えば、4’-(4-アミノ-2-オキサ)ブチル-4,5’,8-トリメチルソラレン、イソソラレンまたはアミノソラレンを包含する)の濃度を減少させる装置もまた意図される。血液製剤は、血小板、赤血球または血漿からなる群から選択され得る。
さらなる構成要素として、本発明はこの装置がさらに血液バッグを含むことを意図する。
本発明は、血液製剤中の環式化合物の濃度を減少させながら、この血液製剤の所望の生物学的活性を実質的に維持する方法を意図し、この装置は：a)血液製剤を本発明の装置に接触させる工程、およびb)血液製剤を本発明の装置との接触から除去する工程を包含する。1つの実施態様では不活性マトリクスは繊維ネットワークまたは焼結媒体であり得る。
1つの実施態様では、吸着剤粒子は約750m2/gを越える表面積を有する。他の実施態様では、吸着剤粒子は約1000m2/gを越える表面積を有し得る。
1つの実施態様では、装置はフロー装置であり、ここで吸着剤粒子は直径約200μm未満であり、かつ直径10μmより大きい。他の実施態様では、装置はバッチ装置であり、ここで吸着剤粒子は直径約1200μm未満であり、かつ直径300μmより大きい。
本発明は、吸着剤粒子がポリ芳香族化合物または活性炭を含むことを意図する。1つの実施態様では、ポリ芳香族化合物は高次架橋したポリスチレンジビニルベンゼンコポリマーネットワーク中に含まれる。1つの実施態様では、活性炭は天然源由来であり得る。他の実施態様では、活性炭は、高度スルホン化ポリスチレンビーズを高温活性プロセスで処理することによって得られる合成源由来であり得る。
さらに、血液製剤中のアクリジン、アクリジン誘導体、メチレンブルーまたはチオールの濃度を減少させる装置が意図される。また、ソラレン、ソラレン誘導体(例えば、4’-(4-アミノ-2-オキサ)ブチル-4,5’,8-トリメチルソラレン、イソソラレンまたはアミノソラレンを包含する)の濃度を減少させる装置もまた意図される。血液製剤は、血小板、赤血球または血漿からなる群から選択され得る。
さらなる構成要素として、本発明はこの装置がさらに血液バッグを含むことを意図する。
本発明はまた、溶液中の病原体を不活化させる方法を意図し、ここでこの方法は：a)任意の順序で：i)環式化合物、ii)病原体が混入していると推測される溶液、およびiii)繊維状樹脂を提供する工程；b)この溶液を環式化合物で処理して、病原体が不活化した処理溶液産物を作製する工程；およびc)処理溶液産物を繊維状樹脂と接触させる工程を包含する。改良点は、血液製剤中の小有機化合物濃度を減少させながらこの血液製剤の所望の生物学的活性を実質的に維持する装置を包含し、この装置は高度に多孔質の吸着剤粒子を含み、そしてここで吸着剤粒子は不活性マトリクスで固定化される。
本発明はまた、溶液中の環式化合物の濃度を減少させる方法を意図し、この方法は：a)i)溶液中の所定濃度の環式化合物(この環式化合物は、単環式化合物、多環式化合物、および複素環式化合物からなる群から選択される)、およびii)繊維状樹脂を提供する工程；およびb)環式化合物を繊維状樹脂に接触させる工程であって、それにより環式化合物の濃度を減少させる工程、を包含する。
本発明は、血液バッグを意図し、これは：a)生体適合性ハウジング；およびb)繊維ネットワーク中に固定化された樹脂を含み、この固定化樹脂は生体適合性ハウジング内に収納される。
【図面の簡単な説明】
図1は、繊維の1つの実施態様の斜視図を図示的に示したものであり、内部コアおよび外部シースを示し、これが繊維状樹脂の繊維ネットワークを形成する。
図2は、本発明の繊維状樹脂の１つの実施態様の部分を模式的に表す。
図3は、繊維状樹脂の1つの実施態様の断面図を図示的に表し、ここで吸着剤ビーズが繊維に固定し、これが繊維状樹脂を作り上げている。
図4は、繊維状樹脂の1つの実施態様の断面図を図示的に表し、ここで吸着剤ビーズは繊維状樹脂の繊維および熱シール内に固定化され、これが繊維状樹脂の試料を包含する。
図5は、Dowex▲Ｒ▼XUS-43493およびAmberlite▲Ｒ▼XAD-16 HPのルーズな吸着ビーズならびにAmberlite▲Ｒ▼XAD-16を含む繊維状樹脂による血小板からのアミノソラレンの除去に関する吸着速度論の比較を示すグラフである。
図6は、Amberlite▲Ｒ▼XAD-16を含む繊維状樹脂および2つの異なる負荷率(loading)の活性炭を含む繊維状樹脂による血小板からのアミノソラレンの除去に関する吸着速度論の比較を示すグラフである。
図7は、p(HEMA)コーティングおよび未コーティングのDowex▲Ｒ▼XUS-43493ビーズによる血小板からのアミノソラレンの除去に関する吸着速度論の比較を示すグラフである。
図8は、Amberlite▲Ｒ▼XAD-16およびDowex▲Ｒ▼XUS-43493についての相対アミノソラレン吸着能力に対する予備処理溶液のグリセロール含量の影響の比較を示すグラフである。
図9は、Amberlite▲Ｒ▼XAD-16(下)およびDowex▲Ｒ▼XUS-43493(上)について、100％血漿における乾燥吸着剤に関する4’-(4-アミノ-2-オキサ)ブチル-4,5’,8-トリメチルソラレン吸着能力に対する濡れ溶液の影響の比較を示すグラフである。エタノール溶液中の濡らさなかった試料を「No Tx」で示す。吸着能力は至適に濡れた吸着剤の能力に対する百分率で表される。
図10は、いくつかの異なる溶液中で濡らしたAmberlite▲Ｒ▼XAD-16を用いた、血漿からのアミノソラレンの3時間にわたる吸着の比較を示すグラフである。
図11は、血漿からのメチレンブルーの2時間にわたる吸着の速度論の比較を示すグラフである。
図12は、アクリジン、アクリジンオレンジ、9-アミノアクリジン、および5-[(β-カルボキシエチル)アミノ]アクリジンの化学構造を示す。
図13は、種々の樹脂について、アデニン容量(y軸)および5-[(β-カルボキシエチル)アミノ]アクリジン容量(x軸)に対してデータをプロットしたものを示すグラフである。
図14Aおよび14Bは、Dowex▲Ｒ▼XUS-43493およびPurolite▲Ｒ▼MN-200およびAmberlite▲Ｒ▼XAD-16 HPによる5-[(β-カルボキシエチル)アミノ]アクリジンの除去に関する吸着速度論の比較を示すグラフである。
図15は、Dowex▲Ｒ▼XUS-43493による9-アミノアクリジンおよびアクリジンオレンジの除去に関する吸着速度論の比較を示すグラフである。
図16は、固定化吸着装置(IAD)のためのフローおよびバッチの構成である。
図17は、種々のAmbersorbについての吸着等温線の比較をPurolite MN-200との比較で示すグラフである。
図18は、4℃で4週間の保存にわたって、繊維化Pica G277 IAD(500g/m2)に連続的曝露した、または24時間後に曝露を停止した、300mLのPRBC単位の上清における5-[(β-カルボキシエチル)アミノ]アクリジンおよびGSHのレベルの比較を示すグラフである。
図19は、IADに曝露したPRBC中の5-[(β-カルボキシエチル)アミノ]アクリジンに対するエンクロージャ物質(enclosure material)の影響を示すグラフである。
図20は、非固定化および固定化吸着剤粒子Purolite MN-277についての、溶血パーセントの比較を示すグラフである。
図21は、非固定化および固定化吸着剤粒子Pica G-200活性炭についての、溶血パーセントの比較を示すグラフである。
図22は、血小板濃縮物からの4’-(4-アミノ-2-オキサ)ブチル-4,5’,8-トリメチルソラレンの除去についての速度論を示すグラフである。
発明を実施するための最良の形態
本発明は、処理された血液製剤から小有機化合物の濃度を減少させるための方法、材料および装置を提供する。小有機化合物は環式および非環式の化合物を包含し得る。化合物の例としては、病原体不活化化合物、色素およびチオールが挙げられる。不活性マトリクスによって固定化された吸着剤分子の三次元ネットワークを含む装置が提供される。この固定化により、ルーズな吸着剤粒子が血液製剤中に漏出する危険が軽減される。さらに、不活性マトリクスによる吸着剤粒子の固定化により、ルーズな吸着剤粒子の取り扱いに関する問題が減ることによって、製造が簡単になる。吸着剤粒子の固定化はまた、赤血球、および／または血小板、および／または血漿を含む組成物中の小有機化合物を吸着する吸着剤粒子の能力を高める。最後に、不活性マトリクスにより固定化された吸着剤粒子を使用することによって、細胞膜を含む血液製剤(例えば、血小板、赤血球、および白血球)を含む組成物の損傷が軽減する。
定義
用語「アクリジン誘導体」は、アクリジン(ジベンゾ[b,e]ピリジン；10-アザアントラセン)の三環式構造を含む化合物を意味する。この化合物は、核酸に対して、相互作用を通じての非共有的な親和性を有する(そして結合し得る)。用語「アミノアクリジン」は1つ以上の窒素含有官能基を有するアクリジン化合物を意味する。アミノアクリジンの例としては9-アミノアクリジンおよびアクリジンオレンジが挙げられる(図12に示す)。
用語「吸着剤粒子」は、液体中で分子と相互作用し得、そのため分子を液体から除去することが可能な、任意の天然または合成物質を広範囲に意味する。天然に生じる吸着剤の例としては、活性炭、シリカ、ケイソウ土、およびセルロースが挙げられるがこれらに限定されない。合成吸着剤の例としては、ポリスチレン、ポリアクリル、および炭素性吸着剤が挙げられるがこれらに限定されない。吸着剤粒子はしばしば多孔質であり、しばしば大きな表面積を有し、そして吸着剤と分子との相互作用の仕方に影響を与え得る種々の官能基(例えば、イオン性、疎水性、酸性、塩基性)で修飾され得る。
用語「芳香族」、「芳香族化合物」などは、非局在化電子を有する原子の環を有する化合物を広範囲に意味する。単環式化合物ベンゼン(C6H6)が一般的な芳香族化合物である。しかし、電子の非局在化は、1つより多い隣接の環(例えば、ナフタレン(二環)およびアントラセン(三環))にわたって生じ得る。種々の芳香族化合物のクラスとしては、芳香族ハロゲン化物(ハロゲン化アリール)、芳香族複素環式化合物、芳香族炭化水素(アレーン)、および芳香族ニトロ化合物(アリールニトロ化合物)が挙げられるがこれらに限定されない。
用語「生体適合性コーティング」は、親水性ポリマーによる表面(例えば、ポリスチレンビーズの表面)の被覆を広範囲に意味し、この親水性ポリマーは、血液製剤と接触したときに損傷性、毒性、または免疫性の応答を生じず、そして細胞接着、タンパク質吸着の減少によって表面をより生体適合性とし、あるいは細胞機能を向上させる。適切なコーティングは、そのコーティングに曝露された生物学的物質に対してたとえ影響を与えるとしても最小限の影響しか与えない場合に生体適合性である。「最小限」の影響とは、コントロールと比較したときに有意な差異が見られないことを意味する。好ましい実施態様では、生体適合性コーティングはポリマー構造の表面の血液適合性(hemocompatibility)を向上させる。例えば、ポリ(2-ヒドロキシエチルメタクリレート)(pHEMA)は、医用装置(例えば血液フィルタ)で用いられる物質のコーティングにしばしば用いられる。
用語「生体適合性ハウジング」は、全血、血小板濃縮物、および血漿のような生物学的物質を入れるのに適したフィルタハウジング、容器、バッグ、管、レセプタクルなどを広範囲に意味する。適切な容器は、その中に入れた生物学的物質に対してたとえ影響を与えるとしても最小限の影響しか与えない場合に生体適合性である。「最小限」の影響とは、赤血球、血小板および血漿について、本明細書に記載のように、コントロールと比較したときに血液製剤の機能において有意な差異が見られないことを意味する。それゆえ、血液製剤はレシピエントへの輸液の前に生体適合性ハウジング中に保存され得る。好ましい実施態様において、生体適合性ハウジングは血液バッグであり、これは血小板保存容器を包含する。
用語「生物学的流体」は、ヒトまたは非ヒトの全血、血漿、血小板、赤血球、白血球、血清、リンパ液、唾液、乳、尿、または上記のいずれかの単独または混合物から誘導される産物または上記のいずれかの単独または混合物を含む産物を包含し、化学添加溶液を含むかあるいは含まない。好ましくは、この流体は化学添加溶液を含むかあるいは含まない血液または血液製剤であり、より好ましくは、血漿、血小板および赤血球であり、最も好ましくはアフェレーシスの血漿および赤血球である。
用語「血液バッグ」は、血液製剤容器のことを意味する。
用語「血液製剤」は、体内の循環系を通る流体および／または関連の細胞要素など(例えば、赤血球、白血球、血小板など)を意味する；血液製剤としては、血液細胞、血小板混合物、血清、および血漿が挙げられるがこれらに限定されない。用語「血小板混合物」は、血液製剤の1つのタイプを意味し、ここで細胞要素は主として、あるいは唯一、血小板である。血小板濃縮物(PC)は血小板混合物の1つのタイプであり、ここで血小板は通常よりも少ない血漿部分を伴う。血液製剤において、合成媒体が通常は血漿によって占められる容量を補填し得る；例えば、血小板濃縮物は、35％血漿／65％合成媒体中に懸濁された血小板を必要とし得る。しばしば、合成媒体はリン酸塩を含む。
用語「血液分離手段」は、血液を血液製剤(例えば、血小板および血漿)に分離し得る装置、機械などを広範囲に意味する。アフェレーシス系は血液分離手段の1つのタイプである。アフェレーシス系は一般に、血液分離装置、管およびフィルタの複雑なネットワーク、採取バッグ、抗凝固剤、および全ての構成要素を制御するコンピュータ制御された手段を含む。
用語「架橋」は、線状分子が互いに結合して、二次元または三次元のネットワークを形成したものを広範囲に意味する。例えば、ジビニルベンゼン(DVB)はスチレン-ジビニルベンゼンコポリマーの形成において架橋剤として働く。この用語はまた、「高次架橋(hypercrosslinking)」を包含し、ここで高次架橋ネットワークは、線状ポリスチレン鎖を溶液中または膨潤状態のいずれかで二官能性試薬で架橋することによって生成される。種々の二官能性試薬が架橋のために使用され得る(例えば、DavankovおよびTsyurupa, Reactive Polymers 13:24-42(1990); Tsyurupaら、Reactive Polymers 25:69-78(1995)を参照のこと)。
用語「環式化合物」は、1つ(すなわち単環式化合物)または1つより多く(すなわち多環式化合物)の原子環を有する化合物を意味する。この用語は特定の数の原子を含む環を有する化合物に限定されない。大部分の環式化合物は5個または6個の原子を有する環を含むが、他の数の原子を有する環(例えば、3個または4個の原子)もまた本発明で意図される。環中の原子の同一性は限定されないが、原子は通常、主として炭素原子である。一般的に言って、多環式化合物の環は互いに隣接している；しかし、用語「多環式」化合物は互いに隣接しない複数の環を含む化合物を包含する。
用語「色素」は、色を与える化合物を広範囲に意味する。色素は一般に、1つ以上の環式化合物に結合した発色団および助色団基を含む。色は発色団に依存するが、染色の親和性は助色団に依存する。色素は多くのカテゴリーに分けられ、これにはアジン色素(例えば、ニュートラルレッド、サフラニン、およびアゾカーマインB)；アゾ色素；アゾカーマイン色素；ジフェニルメタン(dephenymethane)色素、フルオレセイン色素、ケトンイミン(ketonimine)色素、ローザニリン色素、およびトリフェニルメタン色素が包含される。本発明の方法および装置は環式化合物である任意の色素と組み合わせて実施され得ることが意図される。
用語「繊維状樹脂(fiberized resin)」は、繊維ネットワーク中、繊維ネットワーク上、または繊維ネットワークに取り込まれて固定化された吸着剤物質(例えば樹脂を包含する)を一般的に意味する。1つの実施態様では、繊維ネットワークはポリマー繊維から構成される。他の実施態様では、繊維は、高融点のポリマーコア(例えば、ポリエチレンテレフタレート[PET])が比較的低融解温度のポリマーシース(例えば、ナイロンまたは修飾PET)で囲まれたものからなる。繊維状樹脂は、繊維ネットワークを、樹脂の吸着能力に対して有意な程度の悪影響を与えない条件下で加熱することによって製造され得る。樹脂がビーズを含む場合、加熱は、吸着ビーズが外側のポリマーシースに付着して「繊維化ビーズ」を形成するように行われる。規定された面積当たり既知量の吸着ビーズを含む繊維状樹脂を製造することにより、環式化合物(例えば、ソラレン、および特にアミノソラレン)および他の産物の除去に使用するための繊維状樹脂の試料は、吸着したビーズを計量するのではなく、むしろ繊維状樹脂の規定面積を切断することにより得られ得る。
用語「フィルタ」は、混合物の特定の成分を通過させ、他の成分を保持し得る装置、物質などを広範囲に意味する。例えば、フィルタは、血液製剤(例えば血漿)を通過させ、他方、樹脂粒子のような他の成分を保持する孔サイズを有するメッシュを含み得る。用語「フィルタ」は特定の成分が保持される手段に限定されない。
用語「フローアダプタ」は、血液製剤のような特定の物質のフローを制御し得る装置を意味する。フローアダプタは、吸着剤樹脂物質の断片の通過を妨げるなどの追加的な機能を果たし得る。
用語「複素環式化合物」は、環の1つ以上が1つより多いタイプの原子を含む環式化合物を広範囲に意味する。一般に、炭素が主たる原子を表し、他方、他の原子としては例えば、窒素、硫黄、および酸素が包含される。複素環式化合物の例としては、フラン、ピロール、チオフェン、およびピリジンが挙げられる。
語句「高温活性化プロセス」は、処理された物質の表面積、多孔度および表面化学が、出発物質の熱分解および／または酸化によって典型的には変化する結果となる高温プロセスを意味する。
用語「固定化吸着装置(IAD)」は、不活性マトリクス中、不活性マトリクス上、または不活性マトリクスに取り込まれた固定化吸着剤物質を意味する。不活性マトリクスが繊維ネットワークである場合、用語「IAD」は用語「繊維状樹脂」と相互交換可能に使用され得る。
用語「不活性マトリクス」は、任意の合成または天然の繊維またはポリマー性物質であって、吸着剤粒子の固定化に使用され得、血液製剤の所望の生物学的活性に実質的に影響を与えないものを意味する。マトリクスは小有機化合物の濃度の減少に寄与し得るが、典型的には吸着または除去プロセスに実質的に寄与しない。これに加えて、不活性マトリクスは細胞成分またはタンパク質成分と相互作用し得、その結果、細胞が除去され(例えば、白血球の枯渇(leukodepletion))あるいはタンパク質または他の分子が除去される。
用語「直列カラム」は、通常は円筒形の容器であって、入口端および出口端を有し、そしてその中に配置された物質を含み、血液製剤から小有機化合物の濃度を減少させるものを意味する。
用語「単離」は、1つより多くの成分を含む混合物から物質を分離することを意味する。例えば、血小板は全血から単離され得る。単離された産物はかならずしも他の成分からのその産物の完全な分離を意味しない。
用語「マクロポア」は一般に約500Åより大きい直径の孔を意味する。用語ミクロポアは約20Å未満の直径の孔を意味する。用語メソポアは、直径が約20Åより大きく、かつ約500Å未満の孔を意味する。
用語「マクロ多孔質」は、直径が約500Åより大きい実質的な数の細孔を有する多孔質構造を説明するのに用いられる。
用語「マクロ網状」は相対的な用語であり、その構造が高度な物理的多孔度を有し(すなわち多数の細孔が存在する)、多孔性吸着剤構造がマクロ細孔およびミクロ細孔の両方を有することを意味する。
用語「メッシュエンクロージャ」、「メッシュパウチ」などは、複数の細孔を含むように製造されたエンクロージャ、パウチ、バッグなどをいう。例えば、本発明は、固定化吸着剤粒子を含むパウチであって、血液製剤が固定化吸着剤粒子に接触することを可能とするが、固定化吸着剤粒子はパウチ内に保持されるようなサイズの細孔を有するパウチを意図する。
用語「パーティション」は、全体を区画または部分に分離または分割し得る任意のタイプの装置または要素をいう。例えば、本発明は、血液バッグを血液製剤を入れるのに適合するように2つの部分に分割するパーティションの使用を意図する。血液製剤は、処理の前および処理中はバッグの片方の部分を占め、他方吸着剤樹脂はもう一方の部分を占める。1つの実施態様では、血液製剤の処理の後に、パーティションを除去し(例えば、パーティションの完全性を変化させる)、それにより処理された血液製剤を吸着剤樹脂と接触させる。パーティションはバッグの内部またはその外部のいずれかに位置し得る。用語「パーティション」と共に使用される場合、用語「除去」は血液バッグの2つの部分の隔離がもはや存在しないことを意味する。これは必ずしもパーティションがある意味でもはやバッグに付随しないことを意味するのではない。
用語「光産物」はソラレンが紫外線照射に曝露されることで受ける光化学反応の結果得られる生成物をいう。
用語「ポリ芳香族化合物」は、芳香族基を骨格に含むポリマー性化合物(例えばポリエチレンテレフタレート)、またはペンダント基として含むポリマー性化合物(例えばポリスチレン)、あるいはその両方をいう。
用語「ポリスチレンネットワーク」はスチレン(C6H5CH=CH2)モノマーを含むポリマーを広範囲に意味し、このポリマーは線状であり得、フェニル置換基を有する単独の共有結合アルカン鎖から構成され、あるいは一般にm-またはp-フェニレン残基または他の二官能性または高次架橋構造と架橋して、二次元ポリマー骨格を形成し得る。
用語「ソラレン除去手段」は、例えば血液製剤から約70％を越える(好ましくは約90％を越えることが好ましく；最も好ましくは約99％を越える)ソラレンを除去し得る物質または装置をいう。ソラレン除去手段はまた、ソラレン光産物のような他の血液製剤の成分も除去し得る。
語句「濃度を減少させる」は、水性溶液から芳香族化合物のいくらかの部分を除去することをいう。濃度の減少は好ましくは約70％を越えるオーダーであり、より好ましくは約90％のオーダーであり、そして最も好ましくは約99％のオーダーである。
語句「溶液中で遊離の実質的に全ての小有機化合物(例えば、ソラレン、ソラレン誘導体、イソソラレン、アクリジン、アクリジン誘導体、または色素)の該部分を除去する」は、好ましくは溶液中で遊離の化合物の約80％より多くを除去、より好ましくは約85％より多くを除去、さらにより好ましくは約90％より多くを除去、そして最も好ましくは約99％より多くを除去することを意味する。
用語「樹脂」は、種々の小有機化合物(ソラレンを包含する)と溶液中または流体(例えば血液製剤)中で相互作用し得、そして付加し得、それにより溶液中でのこれらの要素の濃度を低下させる固体支持体(例えば粒子またはビーズなど)をいう。除去プロセスは任意の個々の機構に限定されない。例えば、ソラレンは疎水性またはイオン性相互作用(すなわち、親和性相互作用)によって除去され得る。用語「吸着剤樹脂」は、天然有機物質および合成物質の両方ならびにそれらの混合物を広範囲に意味する。
用語「振盪装置」は、血小板濃縮物のような血液製剤を完全に混合し得る任意のタイプの装置をいう。この装置は混合を特定の期間に制限することが可能な時限装置を有し得る。
用語「焼結媒体」は、多孔質プラスチック(例えば粉末熱可塑性ポリマーを包含する)に熱および圧力を与えることによって形成される構造をいう。多孔質プラスチックは比較的低融点のポリマーの粉末を混合し、そしてこれを加熱して、その結果、プラスチック粒子が部分的に融合しているが、まだ流体が多孔質の塊に浸透する通路を与えるようにすることによって調製され得る。焼結吸着剤媒体は同様にして、炭素または他の高融点または非溶融吸着剤粒子を低融点粉末に配合し、そして加熱することによって調製され得る。多孔質プラスチック物質の製造方法は、米国特許第3,975,481号、同第4,110,391号、同第4,460,530号、同第4,880,843号および同第4,925,880号に記載される。これらは本明細書中に参考として援用される。このプロセスにより粉末粒子の融合が生じ、その結果多孔質の固体構造が形成される。焼結媒体は、焼結プロセスの際にポリマー粉末を成形用具に入れることによって、種々の形状に形成され得る。吸着剤粒子は、焼結プロセスに供する前に吸着剤粒子を粉末熱可塑性ポリマーに混合することによって、焼結媒体中に導入され得る。
用語「安定化剤」は、特定の樹脂の吸着能力を最適化し得る化合物または組成物をいう。一般的に言って、許容可能な安定化剤は、水およびエタノール(または他の湿潤剤)に可溶であり、水およびエタノールに比べて不揮発性であり、そして少量が輸液されても安全であるべきである。安定化剤の例としては、グリセロールおよび低分子量PEGが挙げられるがこれらに限定されない。「湿潤剤」は、高次架橋していない樹脂(すなわち非マクロネット(non-macronet)樹脂)の吸着剤細孔を再度開放すると考えられる点で、「安定化剤」と区別され得る。湿潤剤は一般に乾燥条件下で細孔が崩壊することを防止しないが、他方、安定化剤は防止する。湿潤および湿潤剤の一般的な議論はPallらの米国特許第5,501,795に記載されており、これは本明細書中に参考として援用される。
語句「血液製剤の所望の生物学的活性を実質的に維持する」は、治療的な設定においてその製剤の潜在的な性能を示すと考えられている血液製剤の特性を実質的に維持することをいう。例えば、赤血球が関連する場合、本明細書中で記載される方法によって処理された赤血球において、ATPレベル、細胞外カリウム漏出、％溶血が未処理サンプルと比較して実質的に維持されるならば、インビボ活性は破壊されないかあるいは顕著に低下しない。例えば、処理された赤血球と未処理の赤血球との間のATPレベルの変化は約10％未満であり得る。保存の後、処理された赤血球と未処理の赤血球との間の溶血の変化は約1％未満であり得、好ましくは約0.8％未満である。処理された赤血球と未処理の赤血球との間の細胞外カリウム漏出の変化は約15％未満であり得る。血漿の場合、本明細書中で記載される方法によって処理された場合、血漿において、第I、第II、第V、第VII、第X、第XI因子のような凝固因子のレベル、またはPTおよびPTT時間の変化が未処理サンプルと比較して実質的に維持されるならば、インビボ活性は破壊されないかあるいは顕著に低下しない。例えば、処理された血漿と未処理の血漿との間の第I、第II、第V、第VII、第X、第XI因子のような凝固因子のレベルの変化は約20％未満であり得；好ましくは約10％未満である。処理された血漿の未処理の血漿と比較したPTおよびPTT時間の変化は、例えば、約3秒未満かつ1秒を越え；好ましくは1.5秒である。血小板が関連する場合、本明細書中で記載される方法によって処理された赤血球において、例えば、血小板収率、pH、凝集応答、形状変化、GMP-140、形態学、または低浸透圧性ショック応答が未処理サンプルと比較して実質的に維持されるならば、インビボ活性は破壊されないかあるいは顕著に低下しない。さらに、記載の血液製剤に関連する特性の各々についての実質的に維持されるとの語句はまた、文献に記載の値のような当業者に許容可能な値を包含し得ることが意図される。文献としては例えば、Klein H.G.,編、Standards for Blood Banks and Transfusion Services第17版、Bethesda, MD: American Association of Blood Banks, 1996が挙げられ、これは本明細書中に参考として援用される。
用語「チアジン色素」は、1つ以上の環中に硫黄原子を含む色素を包含する。最も一般的なチアジン色素はメチレンブルー[3,7-ビス(ジメチルアミノ)-フェノチアジン-5-イウムクロリド]である。他のチアジン色素としては、Schinaziの米国特許第5,571,666号に記載のように、アズールA、アズールCおよびチオニンが挙げられるがこれらに限定されない。
用語「キサンテン色素」は化合物キサンテンの誘導体である色素をいう。キサンテン色素は3つの主要カテゴリーの1つに入り得る：i)フルオレンまたはアミノキサンテン、ii)ロドール(rhodol)またはアミノヒドロキシキサンテン、およびiii)フルオロンまたはヒドロキシキサンテン。本発明のための使用が意図されるキサンテン色素の例としては、ローズベンガルおよびエオシンYが挙げられる。これらの色素は多くの供給源(例えば、Sigma Chemical Co., St. Louis. MI)から市販され得、そして例えばSchinaziの米国特許第5,571,666号に記載されている。これは本明細書中に参考として援用される。
吸着剤粒子
血液製剤中の小有機化合物の濃度を減少させながら血液製剤の所望の生物学的活性を実質的に維持する装置において有用な吸着剤粒子が提供される。
吸着剤粒子は、それ自体を不活性マトリクス中に取り込むことに向いた任意の規則的または不規則な形状であり得るが、好ましくはおよそ球形である。IADがフロー装置と共に使用される場合、粒子は直径が約10μmより大きい；好ましくは粒子は直径が約10μmと約200μmとの間である；より好ましくは粒子は直径が約10μmと約100μmとの間である；最も好ましくは、粒子は直径が約10μmと約50μmとの間である。IADがバッチ装置と共に用いられる場合、粒子は直径約300μmより大きく、かつ直径約1200μmより小さい；好ましくは、粒子は直径約300μmと約1200μmとの間である。
高い表面積が粒子の特徴である。好ましくは、粒子は表面積が約750m2/gと約3000m2/gとの間である。より好ましくは、粒子は表面積が約1000m2/gと約3000m2/gとの間である。最も好ましくは、粒子は表面積が約1750m2/gと約3000m2/gとの間である。
本発明の装置での使用に適した吸着剤粒子は、接触したときにその物質が流体の生物学的活性に実質的に悪影響を与えない限りにおいて、その上に小有機分子が吸着する任意の物質であり得る。吸着剤粒子は、例えば、活性炭、疎水性樹脂、またはイオン交換樹脂のような材料から作製され得る。
1つの好ましい実施態様では、吸着剤粒子は天然または合成源由来の活性炭である。好ましくは、活性炭は合成源由来である。活性炭の非限定的な例としては；Picatiff Medicinal(これはPICA USA Inc.(Columbus, OH)から入手可能)、Norit ROX 0.8(これはNorit Americas, Inc.(Atlanta, GA)から入手可能)、Ambersorb 572(これは、Rohm & Haas(Philadelphia, PA)から入手可能)、およびG-277(これはPICA(Columbus, OH)から入手可能)が挙げられる。
1つの好ましい実施態様において、粒子はNorit A Supra(Norit Americas, Inc.(Atlanta, GA)から入手可能)である。Norit A SupraはUSPグレードの活性炭であり、亜炭の蒸気活性化により形成される。この活性炭は総表面積が非常に高く(2000m2/g)、そしてその性質は非常にミクロ多孔質である。
他の好ましい実施態様において、粒子は疎水性樹脂であり得る。疎水性樹脂の非限定的な例は以下のポリ芳香族吸着剤を包含する：Amberlite▲Ｒ▼吸着剤(例えば、Amberlite▲Ｒ▼XAD-2、XAD-4、およびXAD-16)(Rohm & Haas(Philadelphia, PA)から入手可能)；Amberchrom▲Ｒ▼吸着剤(Toso Haas(TosoHass, Montgomeryville, PA)から入手可能)；Diaion▲Ｒ▼//Sepabeads▲Ｒ▼吸着剤(例えば、Diaion▲Ｒ▼HP20)(Mitsubishi Chemical America, Inc.(White Plains, NY)から入手可能)；Hypersol-Macronet▲Ｒ▼ソルベントレジン(Sorbent Resins)(例えば、Hypersol-Macronet▲Ｒ▼ソルベントレジンMN-200、MN-150およびMN-400)(Purolite(Bala Cynwyd, PA)から入手可能；およびDowex▲Ｒ▼吸着剤(例えば、Dowex▲Ｒ▼XUS-40323、XUS-43493、およびXUS-40285)(Dow Chemical Company(Midland, MI)から入手可能)。
好ましい粒子は、高次架橋したポリスチレンネットワークを含むポリ芳香族吸着剤である疎水性樹脂であり、例えばDowex▲Ｒ▼XUS-43493(Optipore▲Ｒ▼L493またはV493として商業的に知られる)およびPurolite MN-200である。
高次架橋ポリスチレンネットワーク、例えばDowex▲Ｒ▼XUS-43493およびPurolite MN-200は、非イオン性のマクロ多孔質およびマクロ網状樹脂である。非イオン性マクロ網状およびマクロ多孔質Dowex▲Ｒ▼XUS-43493は、ソラレン(例えば4’-(4-アミノ-2-オキサ)ブチル-4,5’,8-トリメチルソラレンを包含する)に対しての高親和性を有し、そして優れた湿潤特性を有する。語句「優れた湿潤特性」は、吸着剤が血液製剤から小有機化合物の濃度を効果的に減少するために、乾燥(すなわち実質的に無水の)吸着剤を血液製剤と接触させる前に湿潤剤(例えばエタノール)で湿潤させる必要がないことを意味する。
高次架橋ポリスチレンネットワーク、例えばDowex▲Ｒ▼XUS-43493およびPurolite MN-200は、好ましくは直径が約100μmから約1200μmの範囲の球形粒子の形状である。フロー装置のためには、粒子は約10から約100μmの範囲の直径を有する。バッチ装置のためには、粒子は約100から約1200μmの範囲の直径を有する。吸着剤粒子(例えばDowex▲Ｒ▼XUS-43493を包含する)は、好ましくは非常に高い内部表面積および比較的小さい細孔(例えば46Å)を有する。粒子の内部表面積は約300から約1100m2/gであり得；好ましくは1100m2/gであり得る。粒子の細孔サイズは25Åより大きく、かつ800Å未満であり得る；好ましくは約25Åから約150Åであり得；最も好ましくは約25Åから約50Åであり得る。本発明は小有機化合物の減少が起こる機構を限定することを意図しないが、疎水性相互作用が吸着の主たる機構であると考えられる。その多孔質の性質は、小分子をより大きい分子(すなわちタンパク質)および細胞と比べて、表面積のうちのより大きな割合に接近させることによって、吸着プロセスに選択性を与える。Purolite▲Ｒ▼はDowex▲Ｒ▼XUS-43493と同様の多くの性質(例えば、ソラレンに対する高親和性および優れた湿潤特性)を有し、そしてこれもまた好ましい吸着剤粒子である。
ポリスチレン粒子は、その合成機構ならびに物理的および機能的特徴に基づいて、i)従来のネットワークおよびii)高次架橋ネットワークとして分類され得る。好ましい吸着剤は、高い表面積を有し、崩壊しない細孔を有し、湿潤を必要とせず、そして赤血球または血小板を含む物質のために、非常に低いレベルの小粒子および外来粒子(例えば、塵、繊維、非吸着剤粒子、および未同定粒子)も有する。バッチ装置のためには、小粒子は好ましくは直径30μm未満である。フロー装置のためには、小粒子は好ましくは直径5μm未満である。加えて、好ましい吸着剤は、抽出可能な残留モノマー、架橋剤および他の有機抽出可能物質のレベルが低い。
従来のネットワークは主としてスチレン-ジビニルベンゼンコポリマーであり、ここでジビニルベンゼン(DVB)が架橋剤(すなわち、線状ポリスチレン鎖を互いに連結する試薬)として働く。これらのポリマーネットワークは「ゲルタイプ」のポリマーを含む。ゲルタイプポリマーは均一な非多孔質のスチレン-DVBコポリマーであり、モノマーの共重合により得られる。マクロ多孔質吸着剤は従来のネットワークの第2のクラスを表す。これらはモノマーを希釈剤の存在下共重合させることによって得られ、希釈剤が成長するポリスチレン鎖を沈殿させる。この手順で形成されるポリスチレンネットワークは比較的大きな内部表面積を有する(ポリマー1グラム当たり数百平方メートルまで)；Amberlite▲Ｒ▼XAD-4はこのような手順によって生産される。
上記の従来のネットワークとは対照的に、本発明の好ましい吸着剤(例えば、Dowex▲Ｒ▼XUS-43493)は高次架橋ネットワークである。これらのネットワークは線状ポリスチレン鎖を溶液中または膨潤状態のいずれかで二官能性試薬で架橋することによって生産される；好ましい二官能性試薬はコンホメーション的に制限された架橋を生じ、これは吸着剤が実質的に無水(すなわち「乾燥」)状態の場合に細孔が崩壊するのを防ぐと考えられる。
高次架橋ネットワークは従来のネットワークと区別される3つの主要な特徴を有すると考えられる。第1は、ポリスチレン鎖を保持する架橋が離れているのでポリマー鎖の密度が低い。その結果、この吸着剤は一般的に比較的大きい多孔質表面積および多孔質直径を有する。第2に、このネットワークは膨潤し得る；すなわちポリマー相が有機分子と接触したとき、ポリマー相の容積が増加する。最後に、高次架橋ポリマーは乾燥状態のとき「緊張している(strained)」である；すなわち、乾燥状態でのネットワークの剛性が鎖−鎖引力を防ぐ。しかし、この吸着剤を湿潤させたとき、緊張は緩和し、それは液体媒体中で膨潤するネットワークの能力を高める。DavankovおよびTsyurupa、Reactive Polymers 13:27-42(1990)；Tsyurupaら、Reactive Polymers 25:69-78(1995)、これは本明細書中で参考として援用される。
いくつかの架橋剤がポリスチレン鎖間に架橋を生成するために首尾よく使用されており、これにはp-キシレンジクロリド(XDC)、モノクロロジメチルエーテル(MCDE)、1,4-ビス-クロロメチルジフェニル(CMDP)、4,4’-ビス-(クロロメチル)ビフェニル(CMB)、ジメチルホルマール(DMF)、p,p’-ビス-クロロメチル-1,4-ジフェニルブタン(DPB)、およびトリス-(クロロメチル)-メシチレン(CMM)が包含される。架橋は、これらの架橋剤の1つをスチレンフェニル環とフリーデルクラフツ反応によって反応させることによってポリスチレン鎖間に形成される。そのため、得られる架橋は異なる2つのポリスチレン鎖上に存在するスチレンフェノール環を連結する。例えば米国特許第3,729,457号参照。これは本明細書中で参考として援用される。
架橋は、一般的に「湿潤」剤の必要性を排除するので特に重要である。すなわち、架橋は、吸着剤が本質的に無水(すなわち「乾燥」)状態にあるときに細孔が崩壊するのを防ぎ、そのため吸着剤を血液製剤と接触させる前に湿潤剤で「再開放」する必要がない。細孔が崩壊するのを防ぐためには、コンホメーション的に制限された架橋が形成されるべきである。DPBのようないくつかの二官能性試薬は通常、制限されたコンホメーションを与えない；例えば、DPBは4つの連続するメチレン単位を含み、それはコンホメーションの再配置を受けやすい。それゆえ、DPBは本発明での使用ためには好適な二官能性試薬ではない。
上記の吸着剤粒子の構造関連特性のいくつかを表Ａにまとめる。
吸着剤粒子をさらに処理して、微細な粒子、塩、潜在的な抽出可能物質、および内毒素を除去し得る。これらの抽出可能成分の除去は典型的には有機溶媒、蒸気、または超臨界流体のいずれかでの処理によって行われる。好ましくは粒子は滅菌される。
いくつかの会社は現在、市販の吸着剤粒子の「清浄化」(すなわち、処理された)タイプを販売している。吸着剤粒子(例えば樹脂)の処理に加えて、これらの会社は吸着剤を試験しており、最終的な吸着剤は、滅菌(USP XXI)、パイロジェンなし(LAL)、および検出可能な抽出可能物質(DVBおよび全有機物)なしが証明されている。
熱処理(例えば蒸気)は吸着剤粒子の処理のための有効な方法である。F. Rodriguez, Principles Of Polymer Systems, (Hemisphere Publishing Corp.)、449-53頁(第3版、1989)。Supelco, Inc. (Bellefonte, PA)は非溶媒の熱所有(thermal proprietary)プロセスを用いてDowex▲Ｒ▼XUS-43493およびAmberlite吸着剤を清浄化している。蒸気を用いる主たる利点は吸着剤に潜在的な抽出可能物質を全く添加しないことである。しかし1つの大きな短所は、このプロセスが樹脂ビーズの細孔から水を奪うことである；いくつかの吸着剤が有効に性能を発揮するためには、ビーズを照射血液製剤に接触する前に再度湿潤させることが必要とされる。
清浄化／処理された吸着剤の1つの利点は直径が30μm未満の粒子が非常に低レベルであることである。Supelcoによって処理された吸着剤(Dowex▲Ｒ▼XUS-43493およびAmberlite▲Ｒ▼XAD-16)に対する予備試験を行って粒子カウントを決定した。これらの試験の結果は、外来粒子(例えば、塵、繊維、非吸着剤粒子、および未同定の粒子)が存在せず、そして微細粒子(＜30μm)が本質的に存在しないことを示した。
湿潤剤および安定化剤の吸着剤樹脂との使用
特定の条件下(例えば乾燥)でその吸着能力をいくらか失うAmberlite▲Ｒ▼のような粒子の乾燥および吸着能力の損失を防ぐための方法が使用され得る。
1つの方法において、粒子、物質または装置は密封された乾燥できない湿潤状態中で製造され得る。この方法はいくつかの重大な欠点を伴う。製品の有効期間は、物質からの抽出可能物のレベルが経時的に増加するので、低下し得る。滅菌は蒸気プロセスに限定され得る。なぜなら湿潤したポリマーのγ線照射は典型的には行われないからである。構成要素が湿潤状態に維持されることを必要とする装置の製造は、一般に乾燥装置の製造よりも困難である；例えば、装置の組立と終点の滅菌との間に長期のタイムラグがあると生物の負荷(bioburden)および内毒素の懸念がでてくる可能性がある。
吸着能力の損失を防ぐ第2の方法は、乾燥によって悪影響を受けない吸着剤の使用を伴う。先に述べたように、高度に架橋した多孔質構造を有するマクロ網状吸着剤(例えば、Dowex▲Ｒ▼XUS-43493およびPurolite▲Ｒ▼MN-200)は一般に湿潤剤を必要としない。なぜなら架橋が細孔の崩壊を防ぐからである。Amberlite▲Ｒ▼XAD-16とは異なり、これらのマクロ網状吸着剤は乾燥したときにその初期活性を非常に高い割合で保持する。
第3の方法において、乾燥時の吸着能力の損失はAmberlite▲Ｒ▼XAD-16および関連の吸着剤(例えば、Amberlite▲Ｒ▼XAD-4)を不揮発性の湿潤剤の存在下で水和することによって防止され得る。例えば、Amberlite▲Ｒ▼XAD-16を吸着剤として用いる場合、吸着剤ビーズは、使用前に、取り扱い、滅菌、および貯蔵の間、部分的に乾燥され得る。これらの吸着剤の水含量が臨界レベルを下回ると、吸着能力の急速な損失が生じる(おそらく細孔の「崩壊」のため)；そのため、最適な効率のためには、細孔は使用前に湿潤剤で「再開放」されなければならない。
安定化剤は、ある種の吸着剤樹脂が乾燥条件にさらされたときに吸着能力をその最大近くに維持するのに有効である。安定化剤の使用は吸着剤の細孔が崩壊するのを防ぐ作用をすると考えられる。
受容可能な安定化剤は、水およびエタノールに可溶であり、エタノールおよび水と比較して不揮発性であり、そして少量が輸液されても安全であるべきである。グリセロールおよび低分子量ポリエチレングリコール(例えばPEG-200およびPEG-400)がこれらの特性を有する安定化剤の例である。グリセロールは明白な血液適合性の歴史がある。これはしばしば赤血球製剤の凍結保存において凍結保存剤として血液に添加される。例えば、Chaplinら、Transfusion 26：341-45(1986)；Valeriら、Am. J. Vet. Res.42(9)1590-94(1981)参照。1％までのグリセロールを含む溶液が日常的に輸液されており、グリセロール溶液は市販されている(例えば、Glyerolite 57溶液、Fenwal Laboratories, Deerfield, IL)。Amberlite▲Ｒ▼XAD-16のような吸着剤ビーズはエタノールおよびグリセロール中で安定化され得る。
低分子量ポリエチレングリコールは一般的に薬剤基剤として使用され、これもまた安定化剤として使用され得る。PEGは液体および固体のポリマーであり、一般化学式はH(OCH2CH2)nOHであり、ここでnは4以上である。PEGの処方物は通常その後に、その平均分子量に対応する数が付けられる；例えば、PEG-200は分子量200であり、そして分子量の範囲は190-210である。PEGは多くの処方物で市販されている(例えば、Carbowax、Poly-G、およびSolbase)。
粒子の固定化のための不活性マトリクス
吸着剤粒子は不活性マトリクスで固定化される。不活性マトリクスは合成または天然ポリマーで作製され得る。例えば、不活性マトリクスは合成または天然のポリマー繊維、例えば、繊維ネットワークである。不活性マトリクスは焼結ポリマーであり得る。不活性マトリクスは装置の他の構成要素と同様に、好ましくは生体適合性であり、そして接触時に物質の生物学的活性に実質的に悪影響を与えない。
最も好ましくは、合成繊維はポリエチレン繊維(Air Quality Filtration(AQF)、Hoechst Celaneseの一部門(Charlotte, N.C.))である。合成繊維の他の好ましい例はポリオレフィン、ポリエステルまたはポリアミド繊維である。他の例示の合成繊維としては、ポリプロピレン、ポリビニルアルコールおよびポリスルホン繊維が挙げられる。
好ましい実施態様において、合成ポリマー繊維は高融点の第1のポリマーコアが低融点の鞘で囲まれたものを含む。ポリマーコアは(ポリエチレンポリエステルテレフタレート)コアである得る。シースはナイロンシース、または修飾ポリエステルシースであり得る。繊維はUnitika(Osaka、Japan)およびHoechst Trevira GmbH & Co.(Augsberg, Germany)から市販されている。
例示の天然ポリマー繊維としては、種々の原料由来のセルロース繊維、例えば、ジュート、コズ(kozu)、クラフト、およびマニラ麻などが挙げられる。合成または天然のポリマー繊維の網目を用いて、米国特許第4,559,145号および同第5,639,376号に記載のようにしてフィルタが作製される。これらは本明細書中に参考として援用される。
焼結粒子の構築に適した合成ポリマーは高密度ポリエチレン、超高分子量ポリエチレン、ポリプロピレン、ポリフッ化ビニル、ポリテトラフルオロエチレン、ナイロン6である。より好ましくは焼結粒子はポリオレフィン、例えばポリエチレンである。
吸着剤粒子を有さない繊維も本発明で意図される。このような繊維は好ましくは、大きな多孔質の吸着表面積を含むか、あるいは小有機化合物の濃度の減少を促進する他の吸着手段を含む。
粒子の固定化
１つの実施態様において、吸着剤粒子を不活性マトリックスにより固定して、材料中の小有機化合物の濃度を減少させるための吸着媒体を生成する。不活性マトリックスは、その中に固定された吸着剤粒子とともに合成または天然のポリマー繊維ネットワークを含む３次元ネットワークであり得る。
好ましくは、吸着媒体は、不活性マトリックスにより固定された、上記で記載されるような、高多孔性構造およびきわめて大きい内部表面積を有する小多孔性吸着剤粒子を含有する。好ましくは、生物材料が吸着媒体と接触させられる場合、吸着媒体は、材料の生物学的活性または他の性質に、実質的に悪影響を及ぼさない。
エアフィルタを構築するために吸着剤ビーズを繊維ネットワークに固定する技術は、米国特許第5,486,410号および米国特許第5,605,746号に記載されており、これらは本明細書中で参考として援用される。図１に示されるように、繊維ネットワークのポリマー繊維600は、比較的低い溶融温度を有するポリマーシース604(例えばナイロン)により覆われた、高い溶融温度を有するポリマー核602(例えばポリエチレンテレフタレート(PET))からなる。Heagleらの米国特許第5,190,657号を参照のこと。これは本明細書中で参考として援用される。繊維状樹脂は、始めに吸着剤ビーズを繊維ネットワーク中に均一に分配することにより調製する。次に繊維ネットワークを急速に加熱し(例えば180℃×１分)、繊維600のポリマーシースを溶融させ、そして吸着剤ビーズ606および他の繊維と結合させ、図２に示される架橋した繊維ネットワークを形成する。図３および図４(縮尺していない)に示されるように、概して、繊維ネットワークは３つの層を含有する；繊維600で稠密にパックされた２つの外側の層607、ならびに吸着剤ビーズ606およびより少ない繊維600を含むより稠密でない内側の層609。好適な実施態様において、繊維状樹脂の縁はポリウレタンまたは他のポリマーでシールしてもよい。あるいは、図３および図４に示されるように、熱シール608が得られる繊維状樹脂において予め定められた間隔で作られてもよい；例えば、熱シールは四角形のパターンで繊維状樹脂に作られ得る。その後、繊維状樹脂は熱シールを通って切断されて、所望の質量の吸着剤ビーズ(例えば、好ましくは5.0ｇより少なく、そしてさらに好ましくは3.0ｇより少ない)を含み、そして血液製剤容器内に設置するのに適した大きさである樹脂のサンプルを形成し得る。熱シールは、切断された繊維状樹脂がほつれるのを防ぎ、そして吸着剤ビーズを固定するのを助ける役割を果たす。しかしながら、そのような熱シールの使用は本発明を実施するために必要ではない。図４に示される代替的な実施態様において、吸着剤ビーズ606は繊維そのものに固定されているのではなく、むしろ繊維のより稠密な外層607の間に熱シール608で固定されている：この実施態様はまた、熱シールを通って切断された後に決められた量の吸着剤を含有する繊維状媒体のサンプルを生成し得る。
本発明はまた、吸着剤樹脂を繊維に固定するために接着剤(例えば結合剤)の使用を意図する。さらに、吸着剤ビーズが繊維ネットワークに化学的に付着していることが好ましい一方で、ビーズはまた繊維ネットワーク内に物理的に補足されてもよい：これは、例えば、ビーズを適所に保持するのに十分な繊維でビーズを取り囲むことにより達成され得る。
吸着剤粒子が繊維ネットワークに固定され得る他の方法もまた、意図される。粒子は、米国特許第5,605,746号および第5,486,410号(AQF特許)(これらは、本明細書中で参考として援用される)に記載されるような、乾燥塗布(dry-laid)プロセスを使用して固定され得る。粒子は、米国特許第4,559,145号および第4,309,247号(これらは、本明細書中で参考として援用される)に記載されるような、湿潤塗布(wet-laid)プロセスを使用して固定され得る。粒子は、米国特許5,616,254号(これは、本明細書中で参考として援用される)に記載されるような、溶融吹き付け(melt-blown)プロセスを使用して固定され得る。天然のポリマー繊維からマトリックスを構築するために湿潤塗布を使用する場合、不活性マトリックスは、好ましくは、吸着剤粒子を繊維に結合するための結合剤を含む。結合剤の非制限的な例は、メラミン、ポリアミン、およびポリアミドを含む。代表的には、マトリックスは１％以下のそのような結合剤を含有する。
不活性マトリックスが、吸着剤粒子で焼結された合成ポリマーの粒子から構築される場合、吸着剤粒子がマトリックスよりも高い溶融温度を有することが重要である。
好ましくは、生成する吸着媒体は１範囲あたり公知の量の吸着剤を含有する。バッチ装置のためには、１範囲あたりの吸着剤は約100ｇ／ｍ2〜約500ｇ／ｍ2であり、好ましくは約250ｇ／ｍ2〜約350ｇ／ｍ2である。フロー装置のためには、１範囲あたりの吸着剤は約300ｇ／ｍ2〜約1100ｇ／ｍ2であり、好ましくは約500ｇ／ｍ2〜約700ｇ／ｍ2である。従って、特定の目的に対することを意図した吸着剤の適切な量は、単に予め定められた範囲の繊維状樹脂を切断することによって測定され得る(すなわち、繊維状樹脂の重量を計らない)。
好ましくは、吸着媒体は生体適合性であり(すなわち、毒性、有害性、または免疫性応答を引き起こさない)；血液製剤(例えば、血小板および凝固因子)のような材料の性質に最小限の影響しか与えず；そして毒性の抽出可能物と会合しない。吸着媒体の固定された吸着剤粒子は、好ましくは、高い機械的安定性を有する(すなわち微粒子を発生しない)。バッチ装置のための吸着媒体は、約100〜500ｇ／ｍ2の荷重において、約25〜85重量％の吸着剤、好ましくは約50〜80重量％の吸着剤、より好ましくは約250〜350ｇ／ｍ2の荷重において約50〜80重量％の吸着剤を含有する。
フロー装置のための吸着媒体は、約20〜70重量％の吸着剤、好ましくは約30〜50重量％の吸着剤を含有する。繊維状マトリックスが使用される場合、好ましくは、吸着媒体は約30重量％の吸着剤粒子を含有する。焼結した粒子マトリックスが、粉砕した重合性吸着剤粒子とともに使用される場合、好ましくは、吸着媒体は約50重量％の吸着剤粒子を含有する。
吸着剤粒子のコーティング
粒子、マトリックス、または吸着媒体の表面血液適合性は、それらの表面を親水性ポリマーでコーティングすることにより改善され得る。親水性ポリマーの例は、ポリ(2-ヒドロキシエチルメタクリレート)(pHEMA)(これは、例えば、Scientific Polymer Products、Inc. (Ontario、NY)から入手可能である)、およびセルロースベースのポリマー、例えばエチルセルロース(これはDow Chemical(Midland、MI)から入手可能である)を含む。例えば、Andradeら、Trans. Amer. Soc. Artif. Int. Organs XVII：222-28(1971)を参照のこと。コーティングの他の例は、ポリエチレングリコールおよびポリエチレンオキシドを含み、これらもまたScientific Polymer Products、Inc.から入手可能である。ポリマーコーティングは血液適合性を増強し、そして機械的な破損による小粒子の生成の危険性を減少し得る。
吸着剤表面はまた、固定されたヘパリンで修飾され得る。さらに、強陰イオン交換ポリスチレンジビニルベンゼン吸着剤が、ヘパリン吸着を介して修飾され得る。ヘパリン、ポリアニオンは、強陰イオン交換特性を有する吸着剤の表面に対して非常に強力に吸着する。種々の第四級アミン修飾ポリスチレンジビニルベンゼン吸着剤が市販されている。
コーティングは、多数の異なる方法において適用され得、米国特許第5,455,040号(これは本明細書中で参考として援用される)に記載されるような高周波グロー放電重合、およびWursterコーティングプロセス(International Processing Corp.(Winchester、KY)により行われる)を含む。
１つの実施態様において、Wursterコーティングプロセスは、親水性ポリマー(例えばpHEMA)が吸着剤粒子の全表面上に均一に噴霧され得るように吸着剤粒子をチャンバー中に(一般に空気圧を介して)浮遊させることにより適用され得る。実施例３において例示されるように、pHEMAで均一に噴霧されたDowex▲Ｒ▼XUS-43493は、血小板収率の上昇ならびにコーティングの量の増加に伴う血小板の形状の変化における劇的な効果を実証した。Wursterコーティングプロセスは、吸着剤表面の外部表面を選択的にコーティングし、内部細孔表面をほとんど無変化にすることが見いだされた。
好適な実施態様において、コーティングは固定された吸着媒体を親水性ポリマーに含浸することにより適用され得る(実施例３を参照のこと)。このプロセスは、吸着剤粒子に親水性ポリマーを噴霧することよりも簡単でありそしてより費用がかからない。
プロセスは、どのような特定の場合においても、吸着媒体のコーティングを適用するプロセスに限定されない。例えば、１つの実施態様において、pHEMAコーティングは吸着媒体の生成後に、しかし吸着媒体の熱シール前に適用される。別の実施態様において、吸着媒体は始めに熱シールされ、次いでpHEMAコーティングが適用される。吸着媒体のコーティングに加えて、pHEMA塗布を伴うリンスプロセスが、固定されていない粒子および繊維の除去の役割を担う。
コーティングの量が増加するにつれて、いくつかの小有機化合物がコーティングを通過して粒子表面にたどり着くことはより困難になり、吸着速度の減少をもたらす。従って、コーティングの量が増加するにつれて、コーティングされた吸着剤と同じ除去速度を達成するために、吸着剤の量を増加して、一般に使用しなければならない。１つの実施態様において、pHEMAコーティングの最適なレベルは、血小板収率およびインビトロでの血小板機能における保護効果が観測される最小限のコーティングである(0.1〜0.5％)。
コーティングは滅菌処理に対して感受性であり得る。例えば、γ線滅菌処理はコーティングの架橋および／または切断を引き起こし得る。従って、滅菌処理の型(電子線対γ線照射)および線量がコーティングされた吸着剤の性質に影響を及ぼし得る。一般に、電子線滅菌処理が好ましい。
装置
装置は、血液製剤のような材料から小有機化合物の濃度を減少させるために提供される。装置は、例えば、フロー装置またはバッチ装置であり得る。フローおよびバッチ装置の例は図16に示される。フローおよびバッチ装置は文献において公知であり、そして例えばPCT公開広報WO 96/40857号において記載される(これは本明細書中で参考として援用される)。
本発明のバッチ装置は、固定された粒子を含有する吸着剤媒体を含む、血液バッグのような容器を含む。１つの実施態様において、血液製剤は吸着剤媒体を含む血液バッグに加えられ、そしてバッグは特定の時間の間振盪される。
例えば、１つの実施態様において、吸着媒体(例えば、固定されたDowex▲Ｒ▼XUS-43493)は、血液製剤容器(例えば、PL 146プラスチック容器(BaxterHealthcare Corp. (Deerfield、IL)))の内部に設置され、血小板振盪機(Helmer Laboratories(Novesvill、IN))または回転攪拌機(Helmer Laboratories(Novesvill、IN))のいずれかに約24時間室温で保持され、そして種々の温度条件下保管される。血液製剤容器の大きさは約600〜約1000mLであり得る。保管温度は約４℃〜約22℃であり得る。
吸着剤媒体からばらけて来得る吸着剤粒子の存在を減少させるための方法が使用され得る。
本発明は、メッシュバッグ／ポーチのような容器に保持された固定された吸着剤媒体を含むバッチ装置を意図する。メッシュ／ポーチは、織り、不織、または膜状エンクロージャーから構成されるものであり得る。１つの実施態様において、織りメッシュポーチは医薬グレードのポリエステルまたはナイロンから構成されるものであり得る。好適な実施態様は、ポリエステルである。市販されている膜は、以下のものを含むがこれらに限定されない：Supor▲Ｒ▼200、800、1200親水性ポリエチレンスルホネート(PES)膜(Gelman Sciences(Ann Arbor、MI))；Durapore▲Ｒ▼親水性修飾ポリビニリデンジフルオリド(PVDF)(Mantee America Corp.(San Diego、CA))、および融和した疎水性孔を持つ親水性修飾ポリスルホン膜、例えばGemini膜(Millipore(Marlborough、MA))；ならびにポリビニリデンでコーティングされたポリカーボネートを含有する膜(Poretics(Livermore、CA))。容器は吸着媒体を加えた後に滅菌され得る。
フロー装置は、血液製剤をフロー装置を通して灌流させることにより、血液製剤のような材料から小有機化合物の濃度を減少させ得る。
装置がフロー装置である場合、好ましくは吸着媒体は、実質的な圧力の降下がなく生物学的流体の一様な流れを促進するために、約３〜30mmの厚さである。好ましくは、媒体は約３〜15mmの厚さである。より好ましくは、媒体は約５〜８mmの厚さである。装置がバッチ装置である場合、吸着媒体は約２〜30mmの厚さであり得る。好ましくは、媒体は約２〜10mmの厚さである。
血小板について好適な実施態様
好ましくは、血小板を含む材料において、血小板の生物学的活性を実質的に維持したままで、小有機化合物の濃度を減少させるための、バッチまたはフロー装置が提供される。バッチ装置が好ましい。吸着媒体は不活性マトリックスにより固定された吸着剤粒子を含む。好ましい粒子は高多孔質でありそして約750ｍ2／ｇよりも大きい表面積を有する。
特に好ましい粒子は、超架橋ポリスチレンネットワーク(例えば、Dowex▲Ｒ▼XUS-43493またはPuroliteMN-200)を含むポリ芳香族吸着剤である。好ましい不活性マトリックスは、合成または天然のポリマー繊維を含む。好適な実施態様において、不活性マトリックスは、より低い溶融温度を有するシースで覆われた高い溶融温度を有する第一のポリマー核を含む合成ポリマー繊維を含む。ポリマー核は、ポリエチレンテレフタレート核であり得る。シースは、ナイロンシースまたは修飾ポリエステルシースであり得る。ステープル繊維は、Unitika(Osaka、Japan)およびHoechst Treviraから市販されている。
１つの実施態様において、バッチ装置は、吸着媒体、粒子保持装置(例えば、織りメッシュ、不織材料、または膜)、およびハウジング(例えば、血液保管容器)を含む。
本発明の装置、材料、および方法によって減少される小有機化合物の例は、ソラレン、ソラレン誘導体、イソソラレン、ソラレン光活性化生成物、アクリジン、およびアクリジン誘導体である。
典型的には、血小板は献血(donation)の３日以内に使用されるが、室温で５日までは保管され得、従って血小板を全保管期間中吸着媒体と接触したままにさせておくことは有利である。好ましくは、手順は許容できる血小板収率(例えば、10％未満の損失)をもたらす。本発明により意図される１つの方法は、吸着剤表面の血液適合性を改善することにより保管の延長を可能にする。
不活性マトリックスにより固定された吸着剤粒子を含む吸着媒体の使用は、小有機化合物の濃度を、血小板数の実質的な損失無しに減少させ得る。語句「実質的な損失無しに」は、１日という期間、より好ましくは５日という期間にわたり、約10％未満、好ましくは約５％未満の血小板数の損失を意味する。さらに、血小板が血小板数の実質的な損失無しに吸着媒体と接触し得る時間は、血小板が吸着剤粒子単体と接触し得る時間の長さよりも長い。粒子の固定化は、予期せず、接触時間の延長および血小板数の損失の減少の両方を可能にする。代表的には、血小板は、血小板数のかなりの損失(例えば約80％収率)無しに約20時間よりも長く、固定されていない吸着剤粒子と接触し得ない。対照的に、血小板は、不活性マトリックスにより固定された吸着剤粒子を含む吸着媒体と、血小板数の実質的な損失無しに20時間よりも長く(例えば、約１〜５日)接触し得る。
さらに、インビトロでの血小板機能(例えば、形状変化、GNP-140、pH)は、吸着媒体無しの血小板の保管と比較して、吸着媒体の存在下で保管された血小板に対して経時的に改善されている。吸着媒体の存在下で保管された血小板は、約６よりも大きく約7.5よりも小さいpHを有し得る。
血漿について好適な実施態様
好ましくは、血漿を含む材料において、血漿の生物学的活性を実質的に維持したままで、小有機化合物の濃度を減少させるための、バッチまたはフロー装置が提供される。フロー装置が好ましい。吸着媒体は不活性マトリックスにより固定された吸着剤粒子を含む。好ましい粒子は高多孔質でありそして約750ｍ2／ｇよりも大きい表面積を有する。
特に好ましい粒子は、Norit A Supraであり、これはNorit Americas、Inc.(Atlanta、GA)から入手可能である。Norit A Supraは、亜炭(lignite)の蒸気活性化により形成されるUSPグレードの活性炭である。この活性炭は、非常に高い総表面積(2000ｍ2／ｇ)を有し、そして本質的に微細孔質である。
さらに、粒子は以下の粒子のいずれから選択されてもよく、ここで粒子は好ましくは、直径10μm〜100μmの範囲の大きさを有し、粉砕直接合成または何らかの他の手段のいずれかによるもので、そして活性炭である：例えば、Picactif Medicinal(Pica USA、Columbus、OH)、合成炭素質吸着剤；例えば、Ambersorb 572(Rohm and Haas、Philadelphia、PA)、疎水性樹脂；例えば、Amberlite吸着剤(例えば、Amberlite▲Ｒ▼XAD-2、XAD-4、およびXAD-16)、Rohm and Haas(Philadelphia、PA)から入手可能；Amberchrom▲Ｒ▼吸着剤、Toso Haas(TosoHass、Montgomeryville、PA)から入手可能；Diaion▲Ｒ▼//Sepabeads▲Ｒ▼Adsorbent(例えば、Diaion▲Ｒ▼HP20)、Mitsubishi Chemical America、Inc.(White Plains、NY)から入手可能；Hypersol-Macronet▲Ｒ▼ Sorbent Resin(例えば、Hypersol-Macronet▲Ｒ▼ Sorbent Resin MN-150、およびMN-400)、Purolite(Bala Cynwyd、PA)から入手可能；およびDowex▲Ｒ▼ Adsorbent(例えば、Dowex▲Ｒ▼XUS-40323、XUS-43493、およびXUS-40285)、Dow Chemical Company(Midland、MI)から入手可能。
不活性マトリックスは、合成または天然のポリマー繊維であり得る。好適な実施態様において、不活性マトリックスは焼結した粒子またはセルロースである。
本発明の装置、材料、および方法によって減少する小有機化合物の例は、ソラレン、ソラレン誘導体、イソソラレン、ソラレン光活性化生成物、メチレンブルー、フェノチアジン、アクリジンである。
減少されるべき濃度の小分子を含む生物学的流体が血漿である場合、装置は、好ましくは十分なレベルの凝固活性を維持するフロー装置である。凝固活性の測定は、プロトロンビン時間、活性化部分トロンボプラスチン時間、ならびに凝固因子I、II、V、VII、VIII、IX、X、XI、およびXIIの機能測定を含む。凝固因子活性の十分な機能測定は、装置を通過する前のレベルの80％よりも大きいレベルであるか、または凝固時間の場合において、この種の試験を行う各研究室に対して確立された通常範囲内にあるものである。好ましい凝固活性の測定は、総合的な血漿の凝固能力の測定であるPTおよびPTTならびに一般に組換えタンパク質で置換されない因子である因子I、II、V、VII、X、XI、およびXIIを含む。装置を通過する前のレベルと比較して、これらの因子の凝固活性の90％よりも高いレベルが保持され、そしてPTおよびPTTにおいて約1.5秒未満の変化しか有さないことが好ましい。
１つの実施態様において、フロー装置は吸着媒体およびハウジングを含み得る。ハウジングは、良好な媒体利用を促進するために血漿の均一な流れを促進し、そしてそれが充填(prime)することで、血漿が空気をその上部に押し上げることが可能となり、それにより血漿と吸着媒体の間の接触範囲を減少させることにより媒体の利用を減少させる気泡を除去する。ハウジングは平坦であるか、または平坦ではない吸着媒体もしくは粒子保持媒体(例えば、円筒形吸着媒体)を収容するための実質的な深さを有し得る。好適な実施態様において、ハウジングは平坦である。ハウジングは、種々の位置で、流入口および流出口を有する(例えば、頂部流入口／頂部流出口、または下部流入口／下部流出口)。好適な実施態様において、流出口は良好な排出を促進するために下部にあり、そして流入口は媒体の利用を促進するために頂部にある。
別の実施態様において、フロー装置は吸着媒体を含み、そしてハウジングもまた、粒子保持媒体を含み得る。好適な実施態様において、装置は、高い液体流速およびタンパク質の高回収率を維持しながら、吸着媒体から落ちてくる粒子を保持するために、吸着媒体の下流に粒子保持媒体を含む。粒子保持媒体は、膜、繊維の乾燥もしくは湿潤塗布マトリックス、焼結ポリマーマトリックス、織り材料、不織材料(不織ポリエステル)、またはそれらの組合せであり得る。
装置ハウジングは、吸着媒体の下流のほぼ平行な配向で粒子保持媒体を保持する。(米国特許第5,660,731号、これは本明細書中で参考として援用され、フィルタハウジングの実施例を開示する。)ハウジングは、液体の生物学的活性に実質的に悪影響を及ぼさない、任意の適切な剛直で不浸透性の材料から構築され得る。好ましくは、ハウジングは合成ポリマーから構築される。そのようなポリマーの非制限的な例は、ポリアクリル酸、ポリエチレン、ポリプロピレン、ポリスチレン、およびポリカーボネートプラスチックを含む。
装置がフロー装置である場合、不活性マトリックスにより固定された粒子を含む吸着媒体は、実質的な圧力の降下がなく生物学的流体の均一な流れを促進するために、約３〜30mmの厚さであるべきである。好ましくは、媒体は約３〜15mmの厚さである。より好ましくは、媒体は約５〜８mmの厚さである。
装置がフロー装置である場合、重力フローが好ましい。より好ましくは、装置は12〜72インチの水の差圧で10〜80mL／分の流速を可能にするように構築されている重力フロー装置である。より好ましくは、装置は24〜48インチの水の差圧で30〜60mL／分の流速を可能にする。
赤血球について好適な実施態様
好ましくは、赤血球を含む材料において、赤血球の生物学的活性を実質的に維持したままで、小有機化合物の濃度を減少させるための、バッチまたはフロー装置が提供される。吸着媒体は不活性マトリックスにより固定された吸着剤粒子を含む。好ましい粒子は高多孔質でありそして約750ｍ2／ｇよりも大きい表面積を有する。
好ましくは、装置は小有機化合物の濃度を減少させた後の赤血球の生物学的活性を実質的に維持するフローまたはバッチ装置である。フロー装置の実施態様は、２つの構成要素を含む：吸着媒体およびハウジングであり、そして必要に応じて粒子保持媒体である。粒子保持媒体およびハウジングの実施態様は、血漿装置の実施態様について上記で記載したとおりである。別の実施態様において、赤血球装置は、接触に際して液体の生物学的活性に実質的に悪影響を及ぼさないバッチ装置である。バッチ装置の実施態様は、不活性マトリックスにより固定された粒子を含む吸着媒体および必要に応じて粒子保持装置を含む。
１つの実施態様において、粒子は活性炭である。好ましくは、活性炭は合成供給源に由来する。活性炭の非制限的な例は以下を含む：Picactif Medicinal、これはPica U. S. A. (Columbus、OH)から入手可能である；Norit ROX 0.8、これはNorit Americas Inc. (Atlanta、GA)から入手可能である；および、G-277、これはPica U. S. A. (Columbus、OH)から入手可能である。
赤血球装置がバッチ装置である場合、好ましくは、吸着剤はAmbersorb 572のような合成供給源に由来する活性炭である。Ambersorbは合成活性化炭素質(例えば炭素に富んだ)吸着剤であり、これはRohm & Haas(Philadelphia、PA)により製造されている。一般にAmbersorbは大きな球面粒子(300〜900μm)であり、それらは代表的な活性炭よりも耐久性がある。Ambersorbは、高スルホン化多孔性ポリスチレンビーズを特許の高温活性化プロセスで処理することにより合成的に製造される。これらの吸着剤は、最適の吸着活性を達成するための予備膨潤を必要としない。
別の好適な実施態様において、粒子は疎水性樹脂であり得る。疎水性樹脂の非制限的な例は、以下のポリ芳香族吸着剤を含む：Amberlite▲Ｒ▼吸着剤(例えば、Amberlite▲Ｒ▼XAD-2、XAD-4、およびXAD-16)、Rohm and Haas(Philadelphia、PA)から入手可能；Amberchrom▲Ｒ▼吸着剤、Toso Haas(TosoHass、Montgomeryville、PA)から入手可能；およびDiaion▲Ｒ▼//Sepabeads▲Ｒ▼Adsorbent(例えば、Diaion▲Ｒ▼HP20)、Mitsubishi Chemical America、Inc. (White Plains、NY)から入手可能。特に好適な実施態様において、粒子は、Hypersol-Macronet▲Ｒ▼ Sorbent Resin(例えば、Hypersol-Macronet▲Ｒ▼ Sorbent Resin MN-200、MN-150、およびMN-400)(Purolite(Bala Cynwyd、PA)から入手可能)、またはDowex▲Ｒ▼ Adsorbent(例えば、Dowex▲Ｒ▼XUS-43493、およびXUS-40285)(Dow Chemical Company(Midland、MI)から入手可能)である。
好適な不活性マトリックスは、合成または天然のポリマー繊維を含む。好適な実施態様において、不活性マトリックスは、より低い溶融温度を有するシースによって覆われた高い溶融温度を有する第一のポリマー核を含む合成ポリマー繊維を含む。ポリマー核は、ポリエチレンテレフタレートまたはポリエステル核であり得る。シースは、ナイロンシースまたは修飾ポリエステルシースであり得る。繊維は、Unitika(Osaka、Japan)およびHoechst Trevira(Augsberg、Germany)から市販されている。
いくつかの実施態様において、吸着媒体はエンクロージャーの中にある。１つの実施態様において、バッチ装置は吸着媒体およびハウジングを含む。別の実施態様において、バッチ装置は吸着媒体を含み、そしてハウジングはまた粒子保持媒体を含み得る。好適な実施態様において、ハウジングは600mlと１Ｌの間の容量の血液バッグを含む。粒子保持媒体は織りポリエステル、不織ポリエステル、または膜状エンクロージャーを含み得る。バッチ装置は、１〜35日の期間にわたり、振盪しながら、赤血球と４℃または22℃で接触することが好ましい。
不活性マトリックスにより固定された吸着剤粒子を含む吸着媒体の使用は、赤血球機能の実質的な損失無しに、小有機化合物の濃度を減少させ得る。語句「実質的な損失無しに」は、溶血において約１％未満の変化を示す；好ましくは、溶血において約0.8％未満の変化、約90％よりも大きい赤血球の回収であり；好ましくは、約80％よりも大きい赤血球の回収、ATP濃度の変化における装置無しのコントロール赤血球からの約10％未満の差異、および細胞外カリウム濃度の変化における装置無しのコントロール赤血球からの約15％未満の差異である。35日で、溶血における変化は固定されていない粒子と比較して、IADについて少なくとも10％、好ましくは20％、そしてより好ましくは50％高い。
赤血球機能は、標準キットを使用してアッセイされ得る。詳細には、Drabkin試薬((Sigma Chemical Company)、St. Louis、MO)中で、赤血球の上清サンプルの540nmでの吸光度(adsorbance)を測定することにより、溶血が測定され得る。カリウム漏出量は、Na+／K+分析器(Ciba-Corning Diagnostics、Medfield、MA)を使用して、アッセイされ得る。全赤血球サンプルにおけるATPの定量的酵素測定は、標準キット(Sigma Diagnostics、St. Louis、MO)を使用し、そして水のバックグラウンドと比較した340nmの吸光度を測定して、可能である。
精製されるべき生物学的流体が赤血球である場合、装置は赤血球サンプル中の環式および非環式小有機分子の両方の濃度を減少させ得る。好ましくは、装置は赤血球サンプル中のアクリジン誘導体およびチオールの両方の濃度を減少させ得る。より好ましくは、装置は赤血球サンプル中の、5-[(β-カルボキシエチル)アミノ]アクリジンおよびグルタチオンの両方の濃度を減少させ得る。標準HPLCアッセイは、装置と接触した赤血球中の5-[(β-カルボキシエチル)アミノ]アクリジンおよびグルタチオンの濃度を測定するために使用され得る。アッセイの移動相は、HPLC水中10mMのH3PO4およびアセトニトリル中10mMのH3PO4である。Zorbax SB-CNおよびYMC ODSAM-303カラムがMacMod Analytical、Inc. (Chadds Ford、PA)およびYMC、Inc. (Wilmington、NC)から入手可能である。
応用
本発明は小有機化合物の濃度を減少させることを意図する。小有機化合物は、光活性化生成物アミノアクリジン、有機色素、およびフェノチアジンのような病原体不活化剤を含む。病原体不活化剤の例は、ソラレンおよびアクリジンのようなフロクマリンを含む。例えば、米国特許第5,459,030号および5,559,250号(本明細書中で参考として援用される)に記載されるような、病原体不活化化合物での血液製剤の処理に続き、血液製剤中の病原体不活化化合物の濃度は、処理される血液製剤を本発明の装置と接触させることにより減少され得る。
１つの実施態様において、本発明は溶液での病原体不活化の方法を意図し、ここで方法は以下を含む：a)任意の順番で、i)環式化合物、ii)上述の病原体で汚染されている疑いのある溶液、およびiii)繊維状樹脂を提供する工程；b)上述の溶液を上述の環式化合物で処理して処理された溶液生成物を生成する工程、ここで上述の病原体は不活化される；およびc)上述の処理された溶液生成物を上述の繊維状樹脂で処理する工程、さらに血液製剤の所望の生物学的活性を実質的に維持しながら、血液製剤中の小有機化合物の濃度を減少させるための装置を含み、装置は高多孔性吸着剤粒子を含み、ここで吸着剤粒子は不活性マトリックスにより固定されている。
病原体不活化化合物に加えて、その反応性分解生成物が、例えば輸液の前に血液製剤のような物質から減少され得る。
本明細書中で開示される物質および装置は、アフェレーシス法に使用され得る。全血は２つ以上の特定の成分(例えば、赤血球、血漿、および血小板)に分離され得る。単語「アフェレーシス」は広義には、血液をドナーから取り出して種々の成分に分離し、目的の成分(単数または複数)を収集して保持し、そして他の成分をドナーに戻す手順を示す。ドナーは、再注入プロセスの間代替液を受け取り、成分の除去により生じる容量と圧の損失を埋め合わせる補助とする。アフェレーシス系は、PCT公開広報WO96/40857号に記載されており、これは本明細書中参考として援用される。
小有機化合物
小有機化合物の多様なセットが、本発明の装置により吸着され得る。分子は、環式または非環式であり得る。１つの実施態様において、化合物は、好ましくは、ソラレン、アクリジン、または色素のような環式化合物である。別の実施態様において、化合物はチオールである。
環式化合物の非制限的な例は以下を含む：アクチノマイシン、アントラサイクリノン(anthracyclinone)、マイトマイシン(mitomyacin)、アントラマイシン、ならびに有機色素および光反応性化合物として、ベンゾジピロン、フルオレン、フルオレノン、フロクマリン、ポルフィリン、プロトポルフィリン、プルプリン、フタロシアニン、Monostral Fast Blue、Norphillin A、フェナントリジン、フェナザチオニウム塩、フェナジン、フェノチアジン、フェニルアジド、キノリン、およびチアキサンテノン。好ましくは、化合物はフロクマリンまたは有機色素である。より好ましくは、化合物はフロクマリンである。
フロクマリンの非制限的な例は、ソラレンおよびソラレン誘導体を含む。特に意図されるものは、4’-アミノメチル-4,5’,8-トリメチルソラレン、8-メトキシソラレン、ハロゲン化ソラレン、イソソラレン、および四級アミン、糖、または他の核酸結合基と連結したソラレンである。また、意図されるソラレンは以下のものである：5’-ブロモメチル-4,4’,8-トリメチルソラレン、4’-ブロモメチル-4,5’,8-トリメチルソラレン、4’-(4-アミノ-2-アザ)ブチル-4,5’,8-トリメチルソラレン、4’-(4-アミノ-2-オキサ)ブチル-4,5’,8-トリメチルソラレン、4’-(2-アミノエチル)-4,5’,8-トリメチルソラレン、4’-(5-アミノ-2-オキサ)ペンチル-4,5’,8-トリメチルソラレン、4’-(5-アミノ-2-アザ)ペンチル-4,5’,8-トリメチルソラレン、4’-(6-アミノ-2-アザ)ヘキシル-4,5’,8-トリメチルソラレン、4’-(7-アミノ-2,5-オキサ)ヘプチル-4,5’,8-トリメチルソラレン、4’-(12-アミノ-8-アザ-2,5-ジオキサ)ドデシル-4,5’,8-トリメチルソラレン、4’-(13-アミノ-2-アザ-6,11-ジオキサ)トリデシル-4,5’,8-トリメチルソラレン、4’-(7-アミノ-2-アザ)ヘプチル-4,5’,8-トリメチルソラレン、4’-(7-アミノ-2-アザ-5-オキサ)ヘプチル-4,5’,8-トリメチルソラレン、4’-(9-アミノ-2,6-ジアザ)ノニル-4,5’,8-トリメチルソラレン、4’-(8-アミノ-5-アザ-2-オキサ)オクチル-4,5’,8-トリメチルソラレン、4’-(9-アミノ-5-アザ-2-オキサ)ノニル-4,5’,8-トリメチルソラレン、4’-(14-アミノ-2,6,11-トリアザ)テトラデシル-4,5’,8-トリメチルソラレン、5’-(4-アミノ-2-アザ)ブチル-4,4’,8-トリメチルソラレン、5’-(6-アミノ-2-アザ)ヘキシル-4,4’,8-トリメチルソラレン、および5’-(4-アミノ-2-オキサ)ブチル-4,4’,8-トリメチルソラレンである。好ましくは、ソラレンは4’-(4-アミノ-2-オキサ)ブチル-4,5’,8-トリメチルソラレンである。
アクリジン
アクリジンの非制限的な例は、アクリジンオレンジ、アクリフラビン、キナクリン、N1,N1-ビス(2-ヒドロキシエチル)-N4-(6-クロロ-2-メトキシ-9-アクリジニル)-1,4-ペンタンジアミン、9-(3-ヒドロキシプロピル)アミノアクリジン、N-(9-アクリジニル)グリシン、S-(9-アクリジニル)-グルタチオンである。好適な実施態様において、アクリジンはN-(9-アクリジニル)-β-アラニン、またはいわゆる5-[(β-カルボキシエチル)アミノ]アクリジンを含む。
色素
色素の非制限的な例は、メチレンブルー、ニュートラルレッド、トルイジンブルー、クリスタルバイオレット、およびazure Aのようなフェノチアジン、ならびにメチレンバイオレットBernthsenのようなフェノチアゾンを含む。好ましくは、色素はメチレンブルーまたはトルイジンブルーである。より好ましくは、色素はメチレンブルーである。
他の有機化合物
種々の有機化合物の濃度は減少され得る。他の化合物の例は、クエンチング化合物を含む。求電子基であるかまたは求電子基を形成し得る官能基を含む病原体不活化化合物の、望まない副反応をクエンチするための方法は、同時提出された米国特許出願、「生物系における病原体不活化剤をクエンチするための方法」(事件整理番号(Docket Number)282173000600、1998年１月６日提出)に記載されており、この開示は本明細書で援用される。この方法において、血液製剤のような物質は、病原体不活化化合物およびクエンチャーで処理され、ここでクエンチャーは、求電子基と共有結合的に反応し得る求核官能基を含む。１つの実施態様において、病原体不活化化合物は、核酸結合リガンドおよび官能基(マスタード基など)を含み、これらはインサイチュで求電子基を形成し得る。クエンチャーの例は、求核基を含む化合物を含むが、これらに限定されない。求核基の例は、チオール、チオ酸、ジチオ酸、チオカルバメート、ジチオカルバメート、アミン、ホスフェート、およびチオホスフェート基を含む。クエンチャーは、ピリジンのような窒素ヘテロ環であるか、または含んでいてもよい。クエンチャーは、グルコース-6-ホスフェートのようなホスフェート含有化合物であり得る。クエンチャーはまた、チオール含有化合物であり得、以下を含むがこれらに限定されない；グルタチオン、システイン、N-アセチルシステイン、メルカプトエタノール、ジメルカプロール、メルカプタン、メルカプトエタンスルホン酸、およびその塩(例えば、MESNA)、ホモシステイン、アミノエタンチオール、ジメチルアミノエタンチオール、ジチオスレイトール、および他のチオール含有化合物。芳香族チオール化合物の例は、2-メルカプトベンズイミダゾールスルホン酸、2-メルカプトニコチン酸、ナフタレンチオール、キノリンチオール、4-ニトロ-チオフェノール、およびチオフェノールを含む。他のクエンチャーは、ニトロベンジルピリジン、および無機求核分子(例えば、セレン化合物塩または有機セレン化合物、チオ硫酸塩、亜硫酸塩、硫化物、チオリン酸塩、ピロリン酸塩、水硫化物、およびジチオ亜硝酸塩)を含む。クエンチャーは、求核基を含むペプチド化合物であり得る。例えば、クエンチャーはシステイン含有化合物、例えばGlyCysのようなジペプチド、またはグルタチオンのようなトリペプチドであってもよい。
他の有機化合物は、メチルチオグリコレート、チオ乳酸、チオフェノール、2-メルカプトピリジン、3-メルカプト-2-ブタノール、2-メルカプトベンゾチアゾール、チオサリチル酸、およびチオクト酸のようなチオールを含み得る。
実施例
以下の実施例は、本発明の特定の好適な実施態様および局面を例示するために提供され、そしてそれらの範囲を制限するものとして解釈されるべきではない。
以下の実験の開示において、以下の略語を用いる：eq(当量)；Ｍ(モル濃度)；μＭ(マイクロモル濃度)；Ｎ(規定)；mol(モル)；mmol(ミリモル)；μmol(マイクロモル)；nmol(ナノモル)；ｇ(グラム)；mg(ミリグラム)；μg(マイクログラム)；Kg(キログラム)；Ｌ(リットル)；mL(ミリリットル)；μL(マイクロリットル)；cm(センチメートル)；mm(ミリメートル)；μm(マイクロメートル)；nm(ナノメートル)；min.(分)；ｓおよびsec.(秒)；Ｊ(ジュール、あるいはワット秒)；℃(摂氏度)；TLC(薄層クロマトグラフィー)；HPLC(高速液体クロマトグラフィー)；pHEMAおよびp(HEMA)(ポリ[2-ヒドロキシエチルメタクリレート])；PC(血小板濃度)；PT(プロトロンビン時間)；aPTT(活性化部分トロンボプラスチン時間)；TT(トロンビン時間)；HSR(低浸透圧性ショック応答)；FDA(合衆国食品医薬品局)；GMP(優良製造規則)；DMF(薬物元帳(masterfile))；SPE(固層抽出)；Aldrich(Milwaukee、WI)；Asahi(Asahi Medical Co., Ltd.、Tokyo、Japan)；Baker(J. T. Baker, Inc.、Phillipsburg、NJ)；Barnstead(Barnstead/Thermolyne Corp.、Dubuque、IA)；Becton Dickinson(Becton Dickinson Microbiology Systems；Cockeysville、MD)；Bio-Rad(Bio-Rad Laboratories、Hercules、CA)；Cerus(Cerus Corporation；Concord、CA)；Chrono-Log(Chrono-Log Corp.；Havertown、PA)；Ciba-Corning(Ciba-Corning Diagnostics Corp.；Oberlin、OH)；Consolidated Plastics(Consolidated Plastics Co.、Twinsburg、OH)；Dow(Dow Chemical Co.；Midland、MI)；Eppendorf(Eppendorf North America Inc.、Madison、WI)；Gelman(Gelman Sciences、Ann Arbor、MI)；Grace Davison(W. R. Grace &Co.、Baltimore、MD)；Helmer(Helmer Labs、Noblesville、IN)；Hoechst Celanese(Hoechst Celanese Corp.、Charlotte、NC)；International Processing Corp. (Winchester、KY)；Millipore(Milford、MA)；NIS(Nicolet、a Thermo Spectra Co.、San Diego、CA)；Poretics(Livermore、CA)；Purolite(Bala Cynwyd、PA)Rohm and Haas(Chauny、France)；Saati(Stamford、CT)；Scientific Polymer Products(Ontario、NY)；Sigma(Sigma Chemical Company、St. Louis、MO)；Spectrum(Spectrum Chemical Mfg. Corp.、Gardenia、CA)；Sterigenics(Corona、CA)；Tetko, Inc.(Depew、NY)；TosoHaas(TosoHass、Montgomeryville、PA)；Wallac(Wallac Inc.、Gaithersburg、MD)；West Vacco(Covington、VA)；YMC(YMC Inc.、Wilmington、NC)；DVB(ジビニルベンゼン)；LAL(リムルス変形細胞溶解産物(lystate))；USP(合衆国薬局方)；EAA(アセト酢酸エチル)；EtOH(エタノール)；HOAc(酢酸)；Ｗ(ワット)；mW(ミリワット)；NMR(核磁気共鳴；Varian Gemini 200MHzフーリエ変換分光器で室温で得られるスペクトル)；ft3／分(１分あたりの立方フィート)；m. p.(融点)；g／分およびgpm(１分あたりのガロン)；UV(紫外光)；THF(テトラヒドロフラン)；DMEM(Dulbecco改変Eagle培地)；FBS(ウシ胎仔血清)；LB(Luriaブロス)；EDTA(エチレンジアミン四酢酸(tetracidic acid))；ホルボールミリステートアセテート(PMA)；リン酸緩衝化生理食塩水(PBS)；AAMI(医療器具開発協会)；ISO(国際標準化機構)；EU(エンドトキシン単位)；LVI(大容量注入可能物)；GC(ガスクロマトグラフィー)；Ｍ(メガ-)；kGy(1000グレイ＝0.1MRad)；MΩ(Mオーム)；PAS III(血小板添加溶液III)；dH2O(蒸留水)；IAD(固定化吸着装置)；SCD(滅菌連結装置)。
以下の実施例の１つは、HEPES緩衝液を示す。この緩衝液は、以下を含む：8.0ｇの137mM NaCl、0.2ｇの2.7mM KCl、0.203ｇの1mM MgCl2(6H2O)、1.0ｇの5.6mMグルコース、1.0gの１mg／mlウシ血清アルブミン(BSA)(Sigma、St. Louis、MOから入手可能)、および4.8ｇの20mM HEPES(Sigma、St. Louis、MOから入手可能)。
実施例１
Amberlite▲Ｒ▼XAD-16を有する繊維状樹脂
この実施例は、繊維状樹脂および固定されていない吸着ビーズを含む装置を利用して、血小板からのアミノソラレンの除去速度ならびに血小板機能および形態の両方を比較する。より詳細には、固定されたAmberlite▲Ｒ▼XAD-16を含む繊維状樹脂を、遊離(すなわち、固定されていない)Amberlite▲Ｒ▼XAD-16 HPおよびDowex▲Ｒ▼XUS-43493を含む装置と比較した。
繊維状樹脂および吸着ビーズの調製
Hoechst Celaneseは、クリーンでかつ水和した状態でRohm and Haasから得られるAmberlite▲Ｒ▼XAD-16を含む繊維状樹脂を調製した。Hoechst Celaneseの繊維ネットワークの繊維は、ポリエチレンテレフタレートコアおよびナイロンシースから成り、シースはコアよりも低い融点を有した。繊維状樹脂を、最初に吸着ビーズを繊維ネットワークに均一に分散させることにより調製した。次に繊維ネットワークを急速に熱して、繊維のポリマーシースを溶融させ、そして吸着ビーズおよび他の繊維と結合させ、架橋繊維ネットワークを形成した。繊維状樹脂を、130ｇ／ｍ2の負荷でAmberlite▲Ｒ▼XAD-16を含むように形成した(すなわち、繊維の各平方メートルが130ｇの吸着ビーズを含んだ)。
繊維状樹脂を正方形(14cm×14cm)に切断し、そして得られる部分はほぼ2.5ｇの乾燥Amberlite▲Ｒ▼XAD-16を含んだ。次いで、Amberlite▲Ｒ▼XAD-16ビーズを、繊維状樹脂を30％エタノールにほぼ10分間含浸させることにより、前湿潤(pre-wet)した。次いで、残留したエタノールを２回生理食塩水で10分間リンスすることにより除去した。Amberlite▲Ｒ▼XAD-16および他の吸着剤を湿潤する代替的な方法もまた有効であり、そして本発明により意図される。他のタイプのビーズ(例えば、Dowex▲Ｒ▼XUS-43493のような連結または超架橋樹脂)を含む繊維状樹脂は、有効なソラレン除去のために湿潤工程を必要としないことに注目すべきである。
Amberlite▲Ｒ▼XAD-16 HP(高純度)ビーズもまた、クリーンでかつ水和した状態でRohm and Haasから直接得られた。ルーズな(loose)(すなわち、固定されていない)Amberlite▲Ｒ▼XAD-16 HPビーズについては、メッシュポーチ内へ組み込む前の前湿潤は必要ではなかった；しかしながら、ビーズの水含有量を説明するために、吸着剤の質量を補正した(2.5ｇの乾燥＝62.8％の水分と合わせて6.8ｇ)。Dowex▲Ｒ▼XUS-43493ビーズを、Dowから得、そして乾燥ビーズは湿潤する必要もなければ水についてビーズの質量を補正する必要もなかった。次いで、ポリエステルメッシュポーチ(７cm×７cmの正方形；30μmの開口部)を、ルーズなAmberlite▲Ｒ▼XAD-16 HPまたはDowex▲Ｒ▼XUS-43493ビーズのいずれか2.5g(乾燥重量)で満たした。
繊維状樹脂および吸着剤含有ポーチを、45分間121℃、「湿潤」サイクルでオートクレーブ処理することにより滅菌した。その後、繊維状樹脂および吸着剤含有ポーチを、別個の滅菌の１リットルPL2410プラスチック容器(Baxter)内に挿入した。挿入に続いて、PL2410プラスチック容器を、滅菌はさみ、止血鉗子、およびインパルスシーラー(impulse sealer)を使用して、薄板フローフード(flow hood)で熱密封した。
繊維状樹脂および吸着ビーズのソラレン含有血小板濃縮物(PC)との接触
血小板濃縮物のプールを、35％の自家血漿／65％血小板添加溶液(すなわち合成媒体)で、２〜３単位の単一のドナーのアフェレーシス血小板を合わせることにより調製した。この溶液に、アミノソラレン4’-(4-アミノ-2-オキサ)ブチル-4,5’,8-トリメチルソラレンを、最終濃度150μMの4’-(4-アミノ-2-オキサ)ブチル-4,5’,8-トリメチルソラレンを達成する量で加えた。得られるPC溶液を、300mL単位に分割し、次いで単位をPL2410プラスチック容器(Baxter)に設置して３Ｊ／cm2のUVAで照射した。照射に続いて、処理したPCを、固定されたAmberlite▲Ｒ▼XAD-16を有する繊維状樹脂、ルーズなAmberlite▲Ｒ▼XAD-16 HP、またはルーズなDowex▲Ｒ▼XUS-43493のいずれかを含むPL2410プラスチック容器内へか、あるいはコントロールとして空のPL2410プラスチック容器内へ移した。次いで、PL2410プラスチック容器(Baxter)を22℃でHelmer血小板インキュベーターに設置し、そしてほぼ70サイクル／分で振盪した。
各PCのサンプルを、保管の最初の８時間の間１時間間隔で取り出し、残留する4’-(4-アミノ-2-オキサ)ブチル-4,5’,8-トリメチルソラレンをHPLCにより分析した。PCの各サンプルを、内部標準としてトリメチルソラレン(TMP)を含むサンプル希釈液(最終濃度＝35％メタノール、25mM KH2PO4、pH＝3.5)で５倍に希釈した。タンパク質および他の巨大分子を、サンプルを４℃で30分間インキュベートすることにより沈殿させた。次いで、サンプルを遠心分離し、そして上清を濾過(0.2μmeter)して、C-18逆相カラム(YMC ODS-AM 4.6mm×250mm)で、65％の溶媒A(25mM KH2PO4、pH＝3.5)、35％のB(メタノール)から80％のＢまで20分の直線状グラジエントを実行することにより分析した。
繊維状樹脂またはルーズなビーズの１種とともに５日間保管されている間に得られる血小板を、Baker System 9118 CP(Baker Instrument Co.；Allentown、PA)で血小板を計数することにより日毎にモニターした。血液ガスおよびpHを、Ciba-Corning 238 pH/Blood Gas Analyzerを使用して評価した。繊維状樹脂または遊離吸着剤を含む装置との５日間の接触後のインビトロでの血小板機能を、形態、形状変化、低浸透圧性ショック応答、凝集、およびGMP-140(p-セレクチン)発現についてのアッセイを使用して評価した。形状変化、凝集、および低浸透圧性ショック応答を、Lumi-Aggregometer(Chrono-Log)を使用して評価し、一方GMP-140を、Becton-Dickinson FACScan Fluorescence Analyzer(Becton Dickinson)を使用してフローサイトメトリにより測定した。
ソラレン除去ならびに血小板収率および機能
図５は、35％血漿／65％合成媒体(PAS III)中の血小板からの、XUS-43493、XAD-16HP、およびXAD-16を含む繊維状樹脂での4’-(4-アミノ-2-オキサ)ブチル-4,5’,8-トリメチルソラレンの除去についての吸着速度を比較している。詳細には、実線で結ばれた円により示されるデータは固定されていない吸着剤XUS-43493(2.5ｇのビーズ；＜５％の水分)を含む装置を表す；点線で結ばれた三角により示されるデータは固定されていない吸着剤XAD-16HP(6.8ｇのビーズ；62.8％の水分)を含む装置を表す；そして点線で結ばれた四角により示されるデータは繊維状樹脂(30％エタノールで湿潤したXAD-16ビーズを有するHoechst繊維；14cm×14cm)を表す。図５のデータが示すように、4’-(4-アミノ-2-オキサ)ブチル-4,5’,8-トリメチルソラレンの吸着速度は、固定されていない吸着剤を含む装置と繊維状樹脂を含む装置との両方に対してほとんど同等である。従って、繊維化プロセスは除去速度に有意な影響を有するとは思われない。
さらに、ルーズなビーズと比較した繊維状樹脂の血小板収率および機能を研究した。詳細には、この研究の実験は、i)6.8ｇのXAD-16HP(62.8％の水分)；ii)30％エタノールで湿潤した14cm×14cmの繊維状XAD-16(130ｇの樹脂／cm2)；およびiii)2.5ｇのXUS-43493(＜５％の水分)を使用した。２つの同じ(duplicate)血小板単位を、XAD-16HPおよび繊維状樹脂サンプルに対して調製したが、単一の血小板単位のみをXUS-43493サンプルに対して調製した。結果を表１に記載する。
表１に示されるように、固定されていないビーズ(XAD-16HPおよびXUS-43493)を含むサンプルについて、５日目のpHおよびpO2の値は５日目のコントロールと比較してわずかに上昇していた。繊維状樹脂を用いる実験は、コントロールにより近いpHおよびpO2の値を有した。血小板計数は、繊維状媒体および固定されていない吸着剤を含む装置との５日間の接触後、９〜22％の血小板が損失することを示した。表１に記載されるように、固定されていないXAD-16またはXUS-43493吸着剤粒子を含む装置と比較した場合に、繊維状樹脂はより良好な収率(５日目で９％の損失)を与え、そして全てのインビトロでのアッセイにおいてより良好な結果を与えた。
５日目の血小板収率はまた、XUS-43493およびXAD-16HP吸着ビーズと比較して繊維状媒体がより良好であった。XUS-43493媒体に対して観測された22〜28％の損失は複数の場合において観測された。しかしながら、XUS-43493とともに固定されていない吸着剤を含む装置に対する現行の好適な実施態様は、８時間の曝露後にこの装置から血小板を移送する工程を含むことを注記しなければならない：この手順は血小板の＜５％の損失をもたらす。
表１に示されるデータは、繊維状媒体が固定されていない吸着剤を含む装置と比較してより高い血小板収率を与えることを示している。驚くべきことに、繊維状媒体はまた、pH／pO2、形状変化、凝集、形態、およびGMP-140により示されるように、より良好な５日目の血小板機能をもたらす。繊維状媒体の増強された能力に対する合理的な理解は本発明を実施するために必要ではないが、いくつかの仮説が提案され得る。第一に、吸着ビーズの表面に接着した繊維が血小板とビーズ表面との間の相互作用を阻害し得る。第二に、ビーズの固定が、ビースの相互作用を妨げ、血小板に有害な物理学的影響を除去し得る。第三に、ビーズの固定がビーズ表面における液体の剪断(shear)を増大し、これにより血小板とビーズ表面との間の相互作用が減少し得る；対照的に、固定されていないビーズは液体で自由に流動し、ビーズ表面に対して液体の低流動をもたらす。
血小板損失
上記のデータを総括する場合、血小板損失において１つの研究とその次との間に、ある変動性が存在すると思われる。しかしながら、コントロールの５日目の計数の割合として表された血小板損失は、最初の血小板計数がより大きい場合の研究に対してより小さい。血小板接着に対して入手可能な材料の所定の範囲に対して損失される血小板の数値が一定であるかどうかを確かめるために、研究を行った。この研究において、２つの血小板単位をプールし、そしてこのプールを２つのサンプルに分割した。１つのサンプルを、血小板の計数が他方の単位の半分になるように、35％の自家血漿／65％の合成媒体(PAS)で半分に希釈した。血小板混合物を、4’-(4-アミノ-2-オキサ)ブチル-4,5’,8-トリメチルソラレン＋UVAで処理し、そして先に記載した標準的な血小板保管条件下で５日間、固定されていない吸着剤(2.5ｇのXUS-43493)を含む装置と接触させた。
損失した血小板の総数は、２つの単位に対して実質的には同一であったが、割合で計算された損失は大きく異なった。従って、この結果は一定期間後の血小板の損失は本質的に一定であると思われる；すなわち、血小板損失の割合は最初の血小板計数で変化するが、血小板損失の総数は平衡に達した時点でほぼ一定になる。この実施例において示される結果を根拠として、繊維状樹脂はインビトロでの血小板機能にネガティブな影響を有さない。
実施例２
活性炭を有する繊維状樹脂
本実施例は、Amberlite▲Ｒ▼XAD-16を含有する繊維状樹脂および固定化活性炭を含有する繊維状樹脂について、血小板および血小板機能および形態からの4’-(4-アミノ-2-オキサ)ブチル-4,5’,8-トリメチルソラレンの除去速度を比較する。
繊維状樹脂の調製
Hoechst Celaneseは、Amberlite▲Ｒ▼XAD-16 HP(Rohm and Haas)を含有する繊維状樹脂を調製した。Amberlite▲Ｒ▼XAD-16を含有する繊維状樹脂は、30％エタノール湿潤工程を含めて、前述の実施例で記述のようにして調製した。Hoechst Celaneseはまた、固定化活性炭(WestVaco[(Luke, W. Va.)]、375g/m2(AQF-375-B)および500g/m2(AQF-500-B)の負荷)を含有する繊維状樹脂を調製した。好ましい実施態様では、この吸着剤粒子は、合成活性炭(例えば、AmbersorbおよびA-Supraを含めて)である。合成活性炭は、この固定化吸着媒体から流れる微粒子物質の量をなくす能力のために、好ましい。この繊維状樹脂は、Amberlite▲Ｒ▼XAD-16を含有する繊維状樹脂に関する方法と類似の方法で調製した。各繊維状樹脂についての繊維の組成は、同じであった。
この繊維状樹脂を正方形(14cm×14cm)に切り出した；得られた部分は、およそ2.5ｇの乾燥Amberlite▲Ｒ▼XAD-16を含有していた。次に、この繊維状樹脂を、121℃で45分間にわたって「湿潤」サイクルでオートクレーブにかけることにより、滅菌した。その後、この繊維状樹脂を、別の滅菌１リットルPL 2410プラスチック容器(Baxter)に挿入し、これらの容器を、滅菌ハサミ、止血剤およびインパルスシーラーを用いて、層流フードにて、加熱密封した。
繊維状樹脂とソラレン含有PCとの接触
自家血漿35％/合成媒体65％(PAS III)において、２〜３ユニットの単一ドナーアフェレシス血小板を組み合わせることにより、血小板濃縮物のプールを調製した。150μM 4’-(4-アミノ-2-オキサ)ブチル-4,5’,8-トリメチルソラレンの最終濃度を得る量で、4’-(4-アミノ-2-オキサ)ブチル-4,5’,8-トリメチルソラレンを添加した。得られたPC溶液を300mLユニットに分割し、これらのユニットを、PL 2410プラスチック容器(Baxter)に置き、そして３J/cm2のUVAを照射した。照射に続いて、処理したPCを、XAD-16、AQF-375-B、AQF-500-Bのいずれかの繊維状樹脂を含むPL 2410プラスチック容器、またはコントロールとして、空のPL 2410プラスチック容器に移した。次いで、これらのPL 2410プラスチック容器を、22℃で、Helmer血小板インキュベーターに置き、およそ70サイクル/分でかき混ぜた。
前述の実施例で行なったように、各PCのサンプルを、HPLCによる残留4’-(4-アミノ-2-オキサ)ブチル-4,5’,8-トリメチルソラレンの分析のために、初めの８時間の保存中に、１時間間隔で取り除いた。各PCのサンプルを、内部標準としてトリメチルソラレン(TMP)を含有するサンプル希釈剤で５倍希釈した(最終濃度＝35％メタノール、25mM KH2PO4、pH＝3.5)。これらのサンプルを４℃で30分間インキュベートすることにより、タンパク質および他の高分子を沈殿させた。次いで、これらのサンプルを遠心分離し、その上澄み液を濾過し(0.2μmeter)、そして65％溶媒Ａ(25mM KH2PO4、pH＝3.5)、35％Ｂ(メタノール)から80％までの線形勾配を20分間実行することにより、C-18逆相カラム(YMC ODS-AM 4.6mm×250mm)上にて分析した。
この繊維状樹脂または非固定化吸着剤含有装置を用いた５日間の貯蔵期間中の血小板収率を、Baker System 9118 CPで血小板をカウントすることにより、毎日モニターした。血液の気体およびpHを、Ciba-Corning 238 pH/Blood Gas Analyzerを用いて評価した。この繊維状樹脂または非固定化吸着剤含有装置との５日間の接触に続いたインビトロ血小板機能を、形態、形状変化、低浸透圧性ショック応答、凝集およびGMP-140(p-セレクチン)発現についての分析を用いて、評価した。形状変化、凝集および低浸透圧性ショック応答は、Chrono-Log Lumi-Aggregometerを用いて評価したのに対して、GMP-140は、Becton-Dickinson FACScan Fluorescence Analyzerを用いたフローサイトメトリにより測定した。
ソラレンの除去および血小板の収率および機能
図６は、XAD-16を含有する繊維状樹脂、および２個の異なる負荷の活性炭を有する繊維状樹脂を用いた、35％血漿/65％合成媒体(PAS III)における血小板からの4’-(4-アミノ-2-オキサ)ブチル-4,5’,8-トリメチルソラレンの除去のための吸着速度を比較している。具体的には、丸で示すデータは、繊維化XAD-16ビーズを用いた4’-(4-アミノ-2-オキサ)ブチル-4,5’,8-トリメチルソラレンの除去を表わす；四角で示すデータは、繊維化AQF-500-Bを用いた除去を表わす；そして三角で示したデータは、繊維化AQF-375-Bを用いた除去を表わす。図６のデータが示すように、4’-(4-アミノ-2-オキサ)ブチル-4,5’,8-トリメチルソラレンの吸着速度は、異なる繊維状樹脂について、非常に類似しており、この繊維状樹脂は、全て、非常に良好な除去速度を示した(４時間後、≦0.5μMの残留4’-(4-アミノ-2-オキサ)ブチル-4,5’,8-トリメチルソラレン)。
各繊維状樹脂に対する血小板収率およびインビトロ血小板機能もまた評価し、そのデータは、表２に要約する。
この活性炭ベース繊維状樹脂により、形状変化および凝集アッセイの両方において、良好な結果が得られた。AQF-500-Bについての形状変化結果は、コントロールよりも良好であったものの、AQF-500-Bに結合した血小板は、凝集アッセイにおいて、僅かに劣っていた。
実施例３
吸着剤の血液適合性に対するpHEMAコーティングの効果
本実施例は、pHEMAでコーティングしたAmberlite▲Ｒ▼XAD-16を含有する繊維状樹脂およびDowex▲Ｒ▼XUS-43493に対し、血小板および血小板機能および形態からの4’-(4-アミノ-2-オキサ)ブチル-4,5’,8-トリメチルソラレンの除去速度を比較する。
pHEMAコーティング吸着剤ビーズおよび繊維状樹脂の調製
およそ50重量％の水を含有するDowex▲Ｒ▼XUS-43493(Optipore▲Ｒ▼L493として一般に知られている)は、Dowから得、そして300kDの粘度平均分子量を有する重合HEMAは、Scientific Polymer Productsから得た。コーティング前に、この吸着剤ビーズを、＜５％の水含量まで乾燥した。このポリマーを95％変性エタノール/５％水に溶解して50mg/mlのpHEMA濃度を得ることにより、pHEMAのストックを調製した。
このコーティングプロセスは、International Processing Corp.により、およそ４kg(乾燥)の吸着剤の充填物を用いて、９インチのWurster流動床塗装機で行なった。このコーティングプロセスには、60〜70ｇ/分のpHEMA流速、50℃の入口温度および約200ft3/分の空気流速が関与していた。３〜18重量％の範囲のpHEMAのコーティングレベルが得られるように、このコーティングプロセス中に、コーティングした吸着剤のサンプル(50ｇ)を除去した；3.7重量％、7.3重量％および10.9重量％のpHEMAでコーティングした吸着剤ビーズを、以下で記述する研究において使用した。
所望質量の吸着剤を30μm平方のポリエステルメッシュポーチ(７cm×７cm)に入れることにより、非固定化乾燥(コーティングしていない)Dowex▲Ｒ▼XUS-43493(2.5ｇ)およびpHEMAコーティングDowex▲Ｒ▼XUS-43493(3.0ｇまたは5.0ｇ)を含む装置を調製した。この吸着剤充填ポーチを、別の滅菌１リットルPL 2410プラスチック容器(Baxter)に挿入し、そしてインパルスシーラーを用いて加熱密封した。その後、PL-2410プラスチック容器を含有する吸着剤充填ポーチを、2.5MRadまでの電子線(NIS)またはガンマ線照射(SteriGenics)のいずれかにより、滅菌した；先に暗示したように、電子線滅菌が、一般に、好ましい。
Hoechst Celaneseは、実施例１で記述の方法に従って、Amberlite▲Ｒ▼XAD-16を含有する繊維状樹脂を調製した。この繊維状樹脂を正方形(14cm×14cm)に切り出した；得られた部分は、およそ2.5ｇの乾燥Amberlite▲Ｒ▼XAD-16を含有していた。この繊維状樹脂のAmberlite▲Ｒ▼XAD-16を、95％エタノール/５％蒸留水中の50mg/mL pHEMAを含有する溶液に浸けることにより、pHEMAで同時に湿潤およびコーティングした。10分間にわたって生理食塩水で２回リンスすることにより、残留エタノールを除去した。この手順により、およそ６重量％のpHEMAのコーティングが得られた。次いで、この繊維状樹脂を、121℃で45分間にわたって「湿潤」サイクルでオートクレーブにかけることにより、滅菌した。その後、この繊維状樹脂を、別の滅菌１リットルPL 2410プラスチック容器(Baxter)に挿入し、これらの容器を、滅菌ハサミ、止血剤およびインパルスシーラーを用いて、層流フードにて、加熱密封した。
pHEMAコーティング吸着剤ビーズおよび繊維状樹脂とソラレン含有PCとの接触
自家血漿35％/合成媒体65％(PAS III)において、単一ドナーアフェレシス血小板のユニットを組み合わせることにより、血小板濃縮物のプールを調製した。150μM 4’-(4-アミノ-2-オキサ)ブチル-4,5’,8-トリメチルソラレンの最終濃度を得る量で、4’-(4-アミノ-2-オキサ)ブチル-4,5’,8-トリメチルソラレンを添加した。次いで、得られたPC溶液を300mLユニットに分割し、これらのユニットを、PL 2410プラスチック容器(Baxter)に置き、そして３J/cm2のUVAを照射した。照射に続いて、処理したPCを、非固定化pHEMAコーティングDowex▲Ｒ▼XUS-43493を含む装置、Amberlite▲Ｒ▼XAD-16を有する繊維化pHEMAコーティング繊維状樹脂のいずれかを含むPL 2410プラスチック容器に、またはコントロールとして、空のPL 2410プラスチック容器に移した。次いで、これらのPL 2410プラスチック容器を、22℃で、Helmer血小板インキュベーターに置き、およそ70サイクル/分でかき混ぜた。
各PCのサンプルを、HPLCによる残留4’-(4-アミノ-2-オキサ)ブチル-4,5’,8-トリメチルソラレンの分析のために、初めの８時間の保存中に、１時間間隔で取り出した。各PCのサンプルを、内部標準としてトリメチルソラレン(TMP)を含有するサンプル希釈剤で５倍希釈した(最終濃度＝35％メタノール、25mM KH2PO4、pH＝3.5)。これらのサンプルを４℃で30分間インキュベートすることにより、タンパク質および他の高分子を沈殿させた。次いで、これらのサンプルを遠心分離し、その上澄み液を濾過し(0.2μmeter)、そして65％溶媒Ａ(25mM KH2PO4、pH＝3.5)、35％Ｂ(メタノール)から80％までの線形勾配を20分間実行することにより、C-18逆相カラム(YMC ODS-AM 4.6mm×250mm)上にて分析した。
この繊維状樹脂または非固定化吸着剤含有装置を用いた５日間の貯蔵期間中の血小板収率は、Baker System 9118 CPで血小板をカウントすることにより、決定した。血液の気体およびpHを、Ciba-Corning 238 pH/Blood Gas Analyzerを用いて評価した。この繊維状樹脂または非固定化吸着剤含有装置との５日間の接触に続いたインビトロ血小板機能を、形態、形状変化、低浸透圧性ショック応答、凝集およびGMP-140(p-セレクチン)発現についてのアッセイを用いて、評価した。形状変化、凝集および低浸透圧性ショック応答は、Chrono-Log Lumi-Aggregometerを用いて評価したのに対して、GMP-140は、Becton-Dickinson FACScan Fluorescence Analyzerを用いたフローサイトメトリにより測定した。
ソラレン除去に対するpHEMAコーティングの効果
図７は、pHEMAコーティングおよび非コーティングDowex▲Ｒ▼XUS-43493ビーズを用いた、35％血漿/65％合成媒体(PAS III)における血小板からの4’-(4-アミノ-2-オキサ)ブチル-4,5’,8-トリメチルソラレンの除去に関する吸着速度を比較している。具体的には、3.7重量％のpHEMAでコーティングしたDowex▲Ｒ▼XUS-43493(3.0ｇ)を用いた4’-(4-アミノ-2-オキサ)ブチル-4,5’,8-トリメチルソラレンの除去は、丸で表わし、7.3重量％のpHEMAでコーティングしたものを用いた除去は、三角で表わし、そして10.9重量％のpHEMAでコーティングしたものを用いた除去は、菱形で表わす；四角は、2.5ｇ(乾燥)非コーティングDowex▲Ｒ▼XUS-43493を用いた4’-(4-アミノ-2-オキサ)ブチル-4,5’,8-トリメチルソラレンの除去を表わす。図７のデータが示すように、4’-(4-アミノ-2-オキサ)ブチル-4,5’,8-トリメチルソラレンの吸着速度は、pHEMAのコーティングレベルが増すにつれて、低下した。この機構は、本発明を実施するためには、理解する必要はないものの、この低下は、この吸着剤の粒子の内部への4’-(4-アミノ-2-オキサ)ブチル-4,5’,8-トリメチルソラレンの拡散に対する抵抗の増大によると考えられている。
3.7重量％、7.3重量％および10.9重量％のpHEMAでコーティングしたDowex▲Ｒ▼XUS-43493(5.0ｇ)を用いて、4’-(4-アミノ-2-オキサ)ブチル-4,5’,8-トリメチルソラレンの除去の吸着速度もまた、測定した。この結果(図示せず)から、10.9％のpHEMAでコーティングしたビーズの除去速度が、コーティングしていないビーズ(コントロール)のものと同程度であることが明らかとなった。
血小板収率に対するpHEMAコーティングの効果
異なる量の吸着剤(3.0ｇおよび5.0ｇ)であるがそれぞれ同じレベルのpHEMAコーティング(3.7重量％、7.3重量％および10.9重量％)を用いた２つの研究において、血小板収率に対するpHEMAの効果を測定した。血小板収率は、非固定化吸着剤を含む装置と接触していない処理PCに対して、５日目での血小板数と比較して、計算した。表３の結果が示すように、3.0ｇのXUS-43493を試験したとき、pHEMAコーティングのレベルが上がるにつれて、５日目の血小板収率に対する名目用量応答があった；これらの結果は、低レベルのpHEMAコーティングが、この吸着剤表面への血小板の付着を依然として防止しつつ、4’-(4-アミノ-2-オキサ)ブチル-4,5’,8-トリメチルソラレンの除去速度に対する効果が少ないので、最も有効であり得ることを示唆している。3.0ｇのXUS-43493を用いて認められる名目効果と対照的に、5.0ｇを試験したとき、用量応答が認められ、pHEMAのコーティングレベルを上げると、５日目の血小板収率が高くなった。しかしながら、収率は、3.0ｇの吸着剤ビーズを用いたときに認められるものよりも、依然として、低かった。
血小板機能に対するpHEMAコーティングおよび滅菌の効果
pHEMAコーティングは放射線により架橋または切断できるので、滅菌法が、吸着剤の機能に相当な効果を有し得ることは、先に述べた。この効果を評価するために、非固定化pHEMAコーティング(3.7重量％)および非コーティングXUS-43493(これらは、2.5MRadの電子線または2.5MRadのガンマ放射線のいずれかで滅菌した)を含む装置で、研究を行なった。各装置は、30μm平方のポリエステルメッシュポーチ(７cm×７cm)に収容した2.5ｇの非固定化コーティングまたは非コーティングXUS-43493(乾燥)を含んでいた；コントロールは、PL 2410プラスチック容器のみに保存した処理PCを含有していた。結果を、表４に要約する。
血小板収率は、両方のpHEMAコーティングサンプルについて、非常に良好であり、電子線滅菌サンプルは、僅かに良好であった。形状変化および凝集は、収率についてのパターンと類似のパターンを示したが、非コーティングの非固定化吸着剤を含む装置は、最も低い値を示し、そしてpHEMAコーティング/電子線滅菌サンプルは、コントロールと類似の高い値を与えた。非固定化吸着剤を含む装置で処理したサンプルは、低浸透圧性ショック応答(HSR)アッセイについて、コントロールと同程度またはそれより良好であった。非固定化吸着剤を含む装置で処理したサンプルは、コントロールよりも低い形態評点を示したが、GMP-140アッセイにより明らかなように、より低いレベルの活性化を示した。
非コーティングの非固定化XUS-43493(2.5ｇビーズ；30μmポリエステルメッシュポーチ；７cm×７cm)を含む装置、Amberlite▲Ｒ▼XAD-16を含有する非コーティングの繊維状樹脂(14cm×14cm)を含む装置、およびpHEMAコーティングAmberlite▲Ｒ▼XAD-16を含有する繊維状樹脂を含む装置を比較して、他の血液適合性研究を行なった。この繊維状樹脂に対するpHEMAの好ましい効果は、表５で示した結果により、明らかとなった。
実施例４
吸着剤能力に対するグリセロールおよびポリエチレングリコールの効果
本実施例は、血漿からのアミノソラレンの吸着剤能力および除去速度に対する、安定化剤としてのグリセロールおよびポリエチレングリコールの効果を調べる。本実施例の実験では、遊離(すなわち、繊維化されていない)Amberlite▲Ｒ▼XAD-16およびDowex▲Ｒ▼XUS-43493吸着剤ビーズを使用した。
方法論
Amberlite▲Ｒ▼XAD-16HP(Rohm & Haas(Philadelphia、PA))およびDowex▲Ｒ▼XUS-43493(Supelco、Bellefonte、PA)を、80℃の乾燥器で、＜５％の含水量まで乾燥した。既知の質量の吸着剤を、０〜50％のグリセロール、50％のPEG-200または50％のPEG-400(グリセロール、PEG-200、およびPEG-400は、Sigmaから得た)を含有するエタノール溶液に浸漬した。室温での15分間のインキュベーション期間に続いて、過剰の溶媒を除去し、このサンプルを80℃の乾燥器で一晩乾燥した；高温にて、吸着剤特性の変化(例えば、細孔の融解)が先に認められたので、吸着剤を＞120℃の温度で乾燥することを避けた。乾燥後、吸着剤サンプルを秤量して、吸着剤１質量あたりの安定化剤の質量を決定した。
いくつかの個別の研究を行なった。「非湿潤」吸着剤および「最適湿潤」吸着剤のコントロールサンプルを、下記の研究に含めた。吸着剤の非湿潤サンプルは、いずれの前処理にも供していない乾燥吸着剤であるのに対して、吸着剤の最適湿潤サンプルは、吸着剤を30％エタノール/70％ dH2Oで湿潤することにより、調製した。この最適湿潤吸着剤をdH2Oでリンスして、残留エタノールを除去した。乾燥が起こらないことを保証するために、吸着剤を吸着研究の直前に調製した。
各吸着研究を、3H-4’-(4-アミノ-2-オキサ)ブチル-4,5’,8-トリメチルソラレンでスパイクした150μMの4’-(4-アミノ-2-オキサ)ブチル-4,5’,8-トリメチルソラレンを含有する、100％ヒト血漿を用いて行なった。異なる安定化剤で処理した吸着剤を含むバイアルに、血漿(6.0mL)を添加した。吸着剤の質量を、グリセロールまたはPEG含量に対して補正し、0.2ｇの吸着剤を得た。バイアルを回転装置に置き、そして室温で攪拌した。種々の時点で血漿サンプルを除去し、そして残留3H-4’-(4-アミノ-2-オキサ)ブチル-4,5’,8-トリメチルソラレンのレベルを測定した。サンプル(200μL)を、5.0mLのOptiphase HiSafe Liquid Scintillation Cocktail(Wallac)で希釈し、そしてWallac 1409 Liquid Scintillation Counter(Wallac)で数えた。
グリセロールで処理したAmberlite ▲Ｒ▼ XAD-16およびDowex ▲Ｒ▼ XUS-43493の吸着能力
図８は、Amberlite▲Ｒ▼XAD-16およびDowex▲Ｒ▼XUS-43493に対する100％血漿中の相対的な4’-(4-アミノ-2-オキサ)ブチル-4,5’,8-トリメチルソラレン吸着能力に対する、種々のレベルのグリセロールを含有するエタノール溶液での前処理の効果を比較している。吸着剤サンプルを、80℃で48時間乾燥する前に、15分間にわたって、エタノール/グリセロール溶液で濡らした。接触の４時間後、吸着能力の単回測定を行なった。図８を参照すると、ｘ軸で示したグリセロール含量は、エタノール中のグリセロールの重量/容量パーセントである。ｙ軸で示した吸着能力は、最適湿潤吸着剤サンプルの吸着能力と比較したパーセントである。XUS-43493の吸着能力を、四角で表わすのに対して、XAD-16の吸着能力を、丸で表わす。
図８のデータが示すように、XAD-16の能力は、乾燥サンプルにおける約30％から、20％グリセロール溶液中に湿潤したサンプルにおける90％を越えるまで上昇した。これらの結果は、非常に低いレベルのグリセロールを乾燥後に高い吸着剤能力を維持するために必要とすることを示す。乾燥前に50％エタノール/50％ dH2O(グリセロールなし)中で湿潤したコントロールサンプルは、乾燥した未処理サンプルと同様の吸着能力を示した。対照的に、XUS-43493サンプルは、吸着能力に対するグリセロールのいずれの効果も示さなかった；吸着能力は、全てのレベルのグリセロールで、100％に近くなった。本発明の実施には重要ではないものの、この観察は、グリセロールが、吸着剤細孔が乾燥中に崩壊するのを防止するように作用するという仮説を支持している；XUS-43493は、高度に架橋された構造を有するので、乾燥時に細孔崩壊を受けない。
グリセロールで処理したサンプルは、乾燥に対して、非常に安定に思われた。層流フードにて７日間保存したサンプルについての、吸着能力の変化は認められなかった(データは示さず)。
本発明の好ましい実施態様では、各ユニットの血小板からのソラレンおよびソラレン光生成物の除去には、2.5ｇの乾燥吸着剤を使用した。この吸着剤を30％グリセロール/70％エタノールに浸漬し、続いて、乾燥し、およそ50％のグリセロールを含有する吸着剤を得る。従って、吸着剤の5.0ｇサンプルは、2.5ｇの乾燥吸着剤および2.5ｇのグリセロールを含有する。それゆえ、典型的な300mLユニットの血小板は、0.8％グリセロール(輸血に適切と考えられるレベル)を含有する。
グリセロールまたはPEGで処理したAmberlite ▲Ｒ▼ XAD-16およびDowex ▲Ｒ▼ XUS-43493の吸着能力
低分子量ポリエチレングリコールPEG-200およびPEG-400(不揮発性でエタノールおよび水に溶解性の低毒性試薬)を用いて、さらなる研究を行なった。吸着剤のサンプルを、PEG-400、PEG-200またはグリセロールの50％エタノール溶液中で、15分間処理した。図９は、Amberlite▲Ｒ▼XAD-16(底部)およびDowex▲Ｒ▼XUS-43493(頂部)についての、100％血漿中の乾燥吸着剤を用いた4’-(4-アミノ-2-オキサ)ブチル-4,5’,8-トリメチルソラレンの吸着能力に対する安定化剤の効果を比較する；湿潤しなかったサンプルは、「No Tx」と表示している。吸着能力を、最適湿潤吸着剤の能力に対するパーセントとして、報告する。
図９のデータで示されるように、また、その「マクロ網」構造に基づいて予測され得るように、Dowex▲Ｒ▼XUS-43493の能力は、乾燥(「No Tx」サンプル)により影響されなかった。逆に、Amberlite▲Ｒ▼XAD-16は、乾燥した場合、最大能力のおよそ35％を有していた。XAD-16をグリセロール、PEG-200、およびPEG-400全てで処理することは、乾燥吸着剤の能力を改善した；それぞれを用いた吸着能力は、全て、90％より高く、グリセロール＞PEG-200＞PEG-400の順であった。本発明を実施するためには、作用の正確な機構を理解する必要はないが、グリセロールと２種のPEG溶液との間の能力の相違は、分子量の増加に伴う安定化剤の透過性の低下により引き起こされ得る。すなわち、15分の適用手順中、グリセロール(分子量＝92.1)は、PEG-200(分子量＝190〜210)またはPEG-400(分子量＝380〜420)(これらは、その大きなサイズのために、よりゆっくりと拡散する)のいずれかよりも完全に、吸着剤の細孔を透過し得る。
グリセロールまたはPEGで処理したAmberlite ▲Ｒ▼ XAD-16の吸着速度論
吸着剤の細孔をグリセロールまたはPEGで満たすことが、吸着速度の低下を生じるかどうかを決定するために、また研究を行なった。図10は、数個の異なる溶液で湿潤したAmberlite▲Ｒ▼XAD-16を用いた、100％血漿からの３時間にわたる4’-(4-アミノ-2-オキサ)ブチル-4,5’,8-トリメチルソラレンの吸着を比較している。具体的には、図10のデータは、i)乾燥前にグリセロールの50％溶液で湿潤したXAD-16(実線で接続した白四角)、ii)乾燥前にPEG-400の50％溶液で湿潤したXAD-16(点線で接続した黒丸)、iii)50％エタノール/50％ dH2Oであらかじめ湿潤した(すなわち、この研究を開始する直前)XAD-16(点線で接続した黒三角)、およびiv)いずれの処理も受けていないXAD-16(実線で接続した黒四角；「No Tx」)を表わす。図10のデータは、50％グリセロール/50％エタノールまたは50％ PEG-400/50％エタノール溶液で湿潤したAmberlite▲Ｒ▼XAD-16サンプルが、エタノールで最適湿潤されたサンプル(すなわち、エタノールであらかじめ湿潤したサンプル)に非常に近い吸着速度を有したことを立証している。乾燥されたが処理されていないXAD-16サンプル(No Tx)は、３時間で、約30％の除去のみを達成した。
本実施例で示したデータは、50％エタノールおよび50％グリセロール、PEG-200またはPEG-400を含有する溶液の形態での安定化剤によるAmberlite▲Ｒ▼XAD-16の処理が、乾燥に付随した吸着能力の損失を防止し得ることを示す。これらの安定化剤を用いて得られた結果は、低分子量湿潤剤が、吸着機能を高める実行可能な方法を代表することを示唆している。
実施例５
FFPからのメチレンブルーの除去
本実施例は、種々の異なるポリマー性吸着剤材料が、新鮮凍結血漿からメチレンブルーを除去する能力に関する。
本実施例の実験は、「遊離の」吸着剤樹脂(すなわち、非固定化吸着剤を含む装置に含入されていない)および繊維状樹脂を評価した。試験した遊離吸着剤樹脂は、Amberlite▲Ｒ▼XAD-16 HP(Rohm and Haas)、MN-200(Purolite)およびDowex▲Ｒ▼XUS-43493(Dow Chemical Co.)であった。XAD-16 HPは、前処理(すなわち、湿潤)が必要ないように、水和状態で入手し、また、MN-200も、完全に水和した状態で供給された；XUS-43493は、乾燥していた。
XAD-16を含有する繊維状樹脂を、実施例１で一般的に記述したように、調製した。要約すると、130g/m2のXAD-16を含有する繊維状樹脂の２cm×７cm(すなわち、14cm2)ストリップを、まず、70％エタノールで湿潤し、次いで、蒸留水で充分にリンスした。
米国薬局方メチレンブルー(Spectrum)を蒸留水に溶解することにより、メチレンブルーのストック溶液(10mM)を調製した。メチレンブルーのストック溶液を、100％血漿サンプルに添加して、10μMの最終濃度を得た。「遊離」吸着剤樹脂(すなわち、XAD-16 HP、MN-200およびXUS-43493)のサンプルを、吸着研究のために、50mLポリプロピレンチューブに秤量した。各吸着剤の含水量は、乾燥時の質量損失を測定することにより、決定した。各吸着剤の質量は、それぞれに対して、0.25ｇの乾燥吸着剤の等価物を使用するように、含水量について補正した。
各バイアルに、10μMのメチレンブルーを含有する100％血漿の30mLサンプルを添加した。これらのバイアルを、室温で、回転装置に置いた。各バイアルから、15分間隔で、サンプル(200μL)を取り出し、そしてHPLCにより、残留メチレンブルーについてアッセイした。血漿の各サンプルを、サンプル希釈剤で５倍希釈した(最終濃度＝35％メタノール、25mM KH2PO4、pH＝3.5)。これらのサンプルを４℃で30分間インキュベートすることにより、タンパク質および他の高分子を沈殿した。サンプルを遠心分離し、その上清を濾過し(0.2μm)、そして65％溶媒Ａ(25mM KH2PO4、pH＝3.5)、35％Ｂ(メタノール)から80％Bまでの直線グラジエントを20分間行うことにより、C-18逆相カラム(YMC ODS-AM 4.6mm×250mm)で分析した。HPLCアッセイの検出限界は、およそ0.5μMメチレンブルーであった。
図11は、100％血漿からの２時間にわたるメチレンブルーの吸着速度を比較している。図11を参照すると、XAD-16 HPデータを、点線で接続した白菱形により表し、MN-200データを、実線で接続した黒三角により表し、XUS-43493データを、点線で接続した白丸により表し、そしてXAD-16を含有する繊維状樹脂を、実線で接続した黒四角により表す。データが示すように、XAD-16 HPおよびMN-200は、最も速い吸着速度を示し、続いて、XUS-43493であった。XUS-43493の僅かにより遅い速度は、それを乾燥状態で使用したので、より遅い湿潤の結果であり得る。最後に、XAD-16を含有する繊維状樹脂は、最も遅い吸着速度を有した。これは、繊維状樹脂の14cm2ストリップ部分が、この吸着研究全体にわたって、血漿に完全に浸されず、それにより、吸着剤と血漿との間の有効接触領域が低下するので、バッチインキュベーション中の繊維状樹脂と血漿との間の乏しい接触により起こり得る。
このデータは、フェノチアジン色素のような非ソラレン病原体-不活化化合物を、本発明の使用を意図される樹脂および繊維状樹脂を用いて、血液製剤から除去し得ることを示す。
実施例６
濃縮赤血球からのアクリジン化合物の除去
本実施例は、種々の異なる樹脂材料が濃縮赤血球(PRBC)からアクリジン化合物を除去する能力に関する。より具体的には、本実施例の実験は、PRBCからのアクリジン化合物、すなわち、5-[(β-カルボキシエチル)アミノ]アクリジンの除去を評価する。
数個のアクリジンの化学構造を、図12に描写する。図12に示したように、9-アミノアクリジンおよび5-[(β-カルボキシエチル)アミノ]アクリジンは、アミノアクリジン類である。
樹脂選択性
化合物5-[(β-カルボキシエチル)アミノ]アクリジンの平衡吸着を、数タイプの樹脂を用いて研究した。評価したポリマー性吸着剤樹脂は、Amberlite▲Ｒ▼XAD-2、XAD-4、XAD-7、およびXAD-16 HP(Rohm and Haas)；Purolite▲Ｒ▼MN-150、MN-170、MN-200、MN-300、MN-400、MN-500、およびMN-600；ならびにDowex▲Ｒ▼XUS-43493およびXUS-40285(Dow Chemical Co.)であった。さらに、数個のAmberlite▲Ｒ▼陰イオン交換樹脂(IRA-958、IRA-900、IRA-35、IRA-410およびIRA-120；Rohm and Haas)ならびにAmberlite▲Ｒ▼弱陽イオン交換樹脂(DP-1；Rohm and Haas)を試験した。さらに、数個の木炭を評価し、これは、Hemosorba▲Ｒ▼AC(Asahi)、PICA G277およびNorit A Supra(共に、American Noritから市販されている)を含む。最後に、Porapak▲Ｒ▼RDx(Waters)、ニトロ芳香族化合物に親和性を有するスチレン-ビニルピロリドンコポリマーもまた、試験した。
まず、5-[(β-カルボキシエチル)アミノ]アクリジンおよびアデニン(6-アミノプリン)に対する能力を評価するために、各樹脂のサンプルを用いて、平衡吸着研究を行なった。およそ0.1ｇの樹脂を秤量し、そして６mLのポリプロピレンチューブに移した。次いで、各チューブに、蒸留水中5-[(β-カルボキシエチル)アミノ]アクリジン100μMを含有する25％血漿/75％ Adsol▲Ｒ▼(Baxter)の5.0mLアリコートを添加した。赤血球のような細胞産物は、典型的には、平衡の合成媒体と共に、低割合の血漿(10〜35％)を含有する媒体に保存される；Adsol▲Ｒ▼は、生理食塩水溶液中のアデニン、デキストロース、およびマンニトールからなる合成媒体の一例である。もちろん、本発明は、血漿および他の合成媒体の混合物中100μM以外のアクリジン濃度の使用を意図している。次に、これらのチューブを回転攪拌機に置き、そして室温で３時間インキュベートした。インキュベーションに続いて、各サンプルのアリコートを、HPLCによる残留5-[(β-カルボキシエチル)アミノ]アクリジンおよびアデニンの分析用に、除去した。
HPLC手順のために、各サンプルをサンプル希釈剤(50％メタノール、25mM KH2PO4、pH＝3.5)で２倍希釈し、そしてこれらのサンプルを４℃で30分間インキュベートすることにより、タンパク質および他の高分子を沈殿した。次いで、サンプルを遠心分離し、その上清を濾過し(0.2μm)、そして75％溶媒Ａ(25mM KH2PO4、pH＝3.5)、25％Ｂ(メタノール)から80％Ｂまでの直線グラジエントを20分間行うことにより、C-18逆相カラム(YMC ODS-AM 4.6mm×250mm)で分析した。5-[(β-カルボキシエチル)アミノ]アクリジン除去について、CO＝100μMでの単一吸着測定から、Cf＝１μMでの推定容量(μmole/g)を評価した；これらの結果を、表６の第２欄に示す(ND＝検出されず)。アデニンの除去について、CO＝1.5mMでの単一吸着測定から、Cf＝１mMでの推定容量(mmole/g)を評価した；これらの結果を、表６の第３欄に示す(ND＝検出されず)。
本実施例で記述のインビトロ実験の結果は、Dowex▲Ｒ▼XUS-43493および関連樹脂Purolite▲Ｒ▼MN-200が、PRBCからのアクリジン化合物の除去に、好ましい樹脂であることを示唆している。
実施例７
スチレン-ジビニルベンゼン吸着剤を用いた濃縮赤血球からのアクリジン化合物の除去
本実施例は、種々の異なるスチレン-ジビニルベンゼン(スチレン-DVB)吸着剤が血液製剤からアミノアクリジン化合物を除去する能力に関する。さらに具体的には、本実施例の実験は、血漿/Adsol▲Ｒ▼溶液からのアクリジンオレンジおよび9-アミノアクリジン(図12で描写した)の除去を評価する。
Ａ．実験手順
本実施例の実験のために、5-[(β-カルボキシエチル)アミノ]アクリジン(Cerus)およびアクリジンオレンジ(Aldrich)のストック溶液(10mM)を蒸留水中で調製し、そして9-アミノアクリジン(Aldrich)のストック溶液(10mM)をエタノール中で調製した。この5-[(β-カルボキシエチル)アミノ]アクリジンを、100μMの最終濃度を達成するように、25％血漿/75％生理食塩水を含有する溶液に添加したのに対して、このアクリジンオレンジおよび9-アミノアクリジン化合物を、100μMの最終アクリジン濃度を達成するように、25％血漿/75％ Adsol▲Ｒ▼(Baxter)Red Cell Preservation Solutionを含有する溶液に添加した。
使用した吸着剤は、Amberlite▲Ｒ▼XAD-16 HP(Rohm and Haas)、Purolite▲Ｒ▼MN-200、およびDowex▲Ｒ▼XUS-43493(Supelco)であった。各吸着剤の含水量は、乾燥時の質量損失を測定することにより、決定した；この含水量は、0.25ｇの各乾燥吸着剤の等価物を使用するように、補正した。吸着剤を、50mL Falcon管に正確に秤量した。吸着剤を含有する各管に、100μMアクリジンを含有する25％血漿/75％ Adsol▲Ｒ▼溶液30mLを添加した。次いで、これらの管を、室温で回転装置に置き、そして種々の時点で溶液の500μLサンプルを取り出し、後の分析用に保存した。
残留アクリジンのレベルについて、HPLCにより、サンプルを分析した。各サンプルをサンプル希釈剤(50％メタノール、25mM KH2PO4、pH＝3.5)で２倍希釈し、そしてこれらのサンプルを４℃で30分間インキュベートすることにより、タンパク質および他の高分子を沈殿した。次いで、これらのサンプルを遠心分離し、その上清を濾過し(0.2μm)、そして75％溶媒Ａ(25mM KH2PO4、pH＝3.5)、25％Ｂ(メタノール)から80％Ｂまでの直線グラジエントを20分間行うことにより、C-18逆相カラム(YMC ODS-AM 4.6mm×250mm)で分析した。検出を、9-アミノアクリジンについて400nm、アクリジンオレンジについて490nm、そして5-[(β-カルボキシエチル)アミノ]アクリジンについて410nmに設定したダイオードアレイ検出器を用いて、可視吸光度により行なった。
Ｂ．吸着速度論
25％血漿/75％生理食塩水からの5-[(β-カルボキシエチル)アミノ]アクリジンの３時間にわたる吸着速度を、Dowex▲Ｒ▼XUS-43493、Purolite▲Ｒ▼MN-200、およびAmberlite▲Ｒ▼XAD-16HPについて、比較した。図14Aおよび図14Bは、共に、時間の関数としての残留5-[(β-カルボキシエチル)アミノ]アクリジンを表わし、図14Bは、対数目盛でのデータを示す。図14Aおよび図14Bでは、XAD-16 HPのデータを、点線で接続した黒丸により表し、MN-200のデータを、点線で接続した黒四角により表し、そしてXUS-43493のデータを、実線で接続した黒三角により表す。このデータが示すように、XUS-43493およびMN-200は、最も速い吸着速度を生じ、ほぼ同じであった。XAD-16 HPは、5-[(β-カルボキシエチル)アミノ]アクリジンについて低い能力を有すると思われる。
図15は、Dowex▲Ｒ▼XUS-43493を用いた25％血漿/75％ Adsol▲Ｒ▼からの9-アミノアクリジンおよびアクリジンオレンジの除去の吸着速度を比較する。図15を参照すると、点線での黒四角は、9-アミノアクリジンを表わし、そして実線での黒丸は、アクリジンオレンジを表わす。このデータが示すように、9-アミノアクリジンのレベルは、３時間を越えると、検出不可能であった。比較すると、アクリジンオレンジに対するDowex▲Ｒ▼XUS-43493の能力は、より低く、これは、アクリジンオレンジ上の２個の第三級アミノ基の存在と関連し得る。
この研究の結果は、ポリスチレン-DVB吸着剤が血液製剤からアクリジン類を除去する一般的能力を示す。化学試薬(例えば、アクリジン)と細胞含有血液製剤との間の相互作用が、バッチ吸着またはフロー吸着除去装置のどちらが最も効果的であるかを決定することに注目すべきである。同様に、個々の吸着剤の血液適合性は、どの吸着剤が最も効果的であるかの決定に影響する。
改変および等価は当業者に明らかなので、本発明が、提示し記述した正確な操作の詳細または正確な化合物、組成物、方法、もしくは手順に限定されないことを理解すべきである。上記のことから、これらの方法および装置を、輸血のための血液製剤を加工するのに現在使用されているアフェレーシスシステムおよび他の装置および手順と組み合わせ得ることは、明らかなはずである。
実施例８
本実施例は、媒体中の活性成分としての異なるタイプの粉末炭素の使用を比較し、そして小有機化合物の濃度を低下させ液体の生物学的機能を維持するためにどの程度注意深い活性成分の選択が必要かを示す。実施例８で例示した５個の活性炭は、血漿中にて、ほぼ同じ量で、ソラレン、すなわち、4’-(4-アミノ-2-オキサ)ブチル-4,5’,8-トリメチルソラレンの濃度を低下させる。しかしながら、「A Supra」を吸着剤粒子として使用する場合、他の吸着剤と比較して、凝固因子の実質的により良好な保持がある。
4’-(4-アミノ-2-オキサ)ブチル-4,5’,8-トリメチルソラレンを、150μMの濃度となるように、血漿に添加し、この血漿を、325mLバッチにて、3.0J/cm2のUVAで照射して、病原体を不活化した。残留4’-(4-アミノ-2-オキサ)ブチル-4,5’,8-トリメチルソラレン濃度は、得られた血漿プールにて、およそ90μMであった。照射した血漿325mLを、５個の異なるタイプの90mm Cuno ZetaPlusカーボンパッドを介して、20mL/分でポンピングした。血漿凝固因子レベル、凝固時間、および4’-(4-アミノ-2-オキサ)ブチル-4,5’,8-トリメチルソラレン濃度を、このカーボンパッドを介して流す前および後に、アッセイした。
注：A Supra等級を、R1xSシリーズとして、同じ仕様に調製した；炭素のみを変えた。PTTは、部分トロンボプラスチン時間を意味し、上昇は、凝固因子の除去を示す。Ｉ、VIIIおよびIXは、特定の凝固因子を意味する。全ての値を、光化学処理後と比較している。4’-(4-アミノ-2-オキサ)ブチル-4,5’,8-トリメチルソラレンを、HPLCによりアッセイし、そして凝固因子および時間を、自動凝固分析機によりアッセイした。
実施例９
本実施例は、２種の粒子サイズの使用を比較し、小有機化合物の濃度を低下する点でのより小さな粒子の優位性および液体生物学的機能での交換を示す。50μm未満の粒子サイズは、100μmと50μmとの間の粒子サイズの使用と比較して、血漿から除去されるソラレンの割合の有意な増加を生じる：96.1％に対して、99.2％。
光化学的に処理した血漿を、実施例８と同様に調製した。Cuno R1xS仕様書に従って、粉末活性炭に代えて、２個の異なる粒子サイズの粉砕Dowex Optipore L493を含有する、ZetaPlus様フィルタを作製した。325mLの光化学処理した血漿を、各パッドを介して、20mL/分でポンピングした。実施例８のように、4’-(4-アミノ-2-オキサ)ブチル-4,5’,8-トリメチルソラレンおよび凝固因子を分析した。
本実施例は、小有機化合物の濃度を低下させることに対する、活性成分の質量画分を変化する効果および液体生物学的機能での交換を比較する。
光化学的に処理した血漿を、実施例８と同様に調製した。A Supraパッドを、およそ60％の炭素の標準的なR1xS装填および30％のより低い装填レベルで、調製した。およそ230mLの血漿を、各90mmディスクを介して、ポンピングした。実施例８のように、4’-(4-アミノ-2-オキサ)ブチル-4,5’,8-トリメチルソラレンおよび凝固因子を分析した。
本実施例は、いくつかの場合において、媒体を親水性ポリマーで処理することが、生物学的機能に対して有益であり得ることを示す。
光化学的に処理した血漿を、実施例８と同様に調製した。１個の90mm R14Sパッドを、95％エタノール中のポリヒドロキシエチルメタクリレート(polyhydroxyethymethacrylate)(pHEMA)の50mg/mL溶液で一晩フラッシュし、さらなる重量変化がなくなるまで、70℃の乾燥器中で乾燥した。第２パッドを同様にpHEMAなしの95％エタノールでフラッシュし、乾燥した。およそ325mLの血漿を、ディスクを介して、５mL/分でポンピングした。実施例８のように、4’-(4-アミノ-2-オキサ)ブチル-4,5’,8-トリメチルソラレンおよび凝固因子を分析した。
本実施例は、流速が、小有機化合物の濃度低下に影響し得ることを示す。
光化学的に処理した血漿を、実施例８と同様に調製した。A Supraパッドは、およそ60％の炭素の標準的なR1xS装填で調製し、325mLの処理した血漿を、各47mm直径のディスクを介して、３個の異なる流速でポンピングした。実施例８のように、4’-(4-アミノ-2-オキサ)ブチル-4,5’,8-トリメチルソラレンおよび凝固因子を分析した。
本実施例は、液体容量が、いかにして、小有機化合物の濃度低下および液体の生物学的活性に影響し得るかを示す。生物学的流体と有機分子低下装置との間の接触モードの重要な性質を例示する。液体容量が小有機化合物の濃度低下および液体の生物学的活性の両方に有する効果を示す。装置を介してポンピングした血漿容量が上昇する(例えば、２倍になった)場合、ほぼ同じ濃度の小有機化合物(例えば、ソラレン)を溶液から低下し、そして、凝固因子の保持に有意な上昇がある。
光化学的に処理した血漿を、実施例８と同様に調製した。Cuno R1xS仕様書に従って、粉末活性炭に代えて、50μm未満の粒子の粉砕Dowex Optipore L493でZetaPlus様フィルタを調製した。血漿を、このフィルタを介して、20mL/分でポンピングし、180mLおよび325mLでサンプルを取り出した。実施例８のように、4’-(4-アミノ-2-オキサ)ブチル-4,5’,8-トリメチルソラレンおよび凝固因子を分析した。
本実施例は、焼結媒体の使用を記述する。
直径90ミリメートルで1/4インチ厚のディスクを、Porexにより作製した。ディスクは、種々の重量画分の細かく粉砕したDowex Optipore L493(20μmと100μmとの間の粒子サイズを有する)および超高分子量ポリエチレン(等級UF220)の小粒子を含有しており、これらを、次いで、共に焼結した。光化学的に処理した血漿を、実施例８と同様に調製し、そして200mLの血漿を、各ディスクを介して、16〜18mL/分でポンピングした。実施例８のように、4’-(4-アミノ-2-オキサ)ブチル-4,5’,8-トリメチルソラレンおよび凝固因子を分析した。
本実施例は、一定厚さにてフィルタの直径を増加することにより、吸着剤の質量を増加する効果を記述する。
光化学的に処理した血漿を、実施例８と同様に調製した。およそ325mLの処理血漿を、直径90mmおよび47mmのR03S等級ディスクを介して、５mL/分でポンピングした。実施例８のように、4’-(4-アミノ-2-オキサ)ブチル-4,5’,8-トリメチルソラレンおよび凝固因子を分析した。
5-[(β-カルボキシエチル)アミノ]アクリジン誘導体およびグルタチオンで処理したPRBCの調製。PRBCのプールを、新鮮ABO調和全血から調製した。全血のユニットを、Beckman Sorvall RC3B遠心分離機を用いて、3800rpmで５分間遠心分離した。この血漿を、発現機(expresser)を用いて、他のクリーンバッグに発現した。PRBCのユニットを、１個より多いユニットが必要の場合、3.0LのサイズのClintec Viaflexバッグにプールした。各ユニットのPRBCに対して、94mLのErythrosolを添加した。ヘマトクリット(HCT)の割合を、毛細管を血液サンプルで満たして５分間回転することにより、測定した。このヘマトクリットを、55％より低く減少しないことを保証するために、測定した。PRBCの各100mLに対して、3.3mLの12％グルコースを添加した。最終ヘマトクリット割合を決定した。PRBC(300mL)をプラスチック容器PL146(Baxter Healthcare)に再充填した。血液バッグには、3.0mMの最終濃度に達するように、6.0mLの150mMグルタチオンを添加し、また、300μMの最終濃度になるように、3.0mLの30mM 5-[(β-カルボキシエチル)アミノ]アクリジン誘導体を添加した。このPRBC混合物を、手首で動かす振盪器(製造者)を用いて、１分間攪拌した。5-[(β-カルボキシエチル)アミノ]アクリジン誘導体およびグルタチオン処理PRBCを室温で一晩インキュベートして、5-[(β-カルボキシエチル)アミノ]アクリジン誘導体を5-[(β-カルボキシエチル)アミノ]アクリジンに分解した。
実施例17
PRBCおよびPRBC上清中の5-[(β-カルボキシエチル)アミノ]アクリジンに関するHPLCアッセイ。サンプル(100μL)を100μLの生理食塩水で希釈し、得られた混合物をボルテックスした。この溶液に、CH3CN中の20mM H3PO4(300μL)を添加し、混合物を15秒間ボルテックスした。このサンプルを、13,200rpmで５分間遠心分離した。上清(200μL)を冷0.1M HCl(800μL)に希釈し、そしてボルテックスした。このサンプルを、0.2μm Gelman Acrodiscフィルタを用いて、オートサンプラーバイアルに濾過した。HPLC条件は、以下であった：(カラムおよび一般カラムの製造業者および部品番号)カラム＝Zorbax SB-CN、4.6mm×150mm、3.5μm粒子；ガードカラム＝(4.6mm×12.5mm、５μm粒子(Mac Mod Analytical, Inc.(Chadds Ford、PA)))；Ａに対する移動相は、HPLC水中の10mM H3PO4であった；Ｃに対する移動相は、アセトニトリル中の10mM H3PO4であった；温度は、20℃であった；サンプル容量は、100μLであった；グラジエント条件は、以下であった：
PRBCおよびPRBC上清中のグルタチオンに関するHPLCアッセイ。サンプルを、上記のHPLCアッセイと同様にして、調製した。HPLC条件は、以下であった：分析カラム＝YMC ODS-AM-303、250mm×4.6mm、５μm粒子；ガードカラム＝Brownlee、15×3.2mm、７μm粒子；Ａに対する移動相は、HPLC水中の10mM H3PO4であった；Ｃに対する移動相は、アセトニトリル中の10mM H3PO4であった；温度は、15℃であった；サンプル容量は、75μLであった；グラジエント条件は、以下であった：
吸着剤をスクリーニングする方法。PRBCからの上清を代表するように、25％血漿および75％ Erythrosolを含有する試験溶液を使用した。Erythrosolを、別々に滅菌した２個の別個のストック溶液部分(溶液Ｃおよび溶液Ｄ)として、調製した。最終溶液を、等容量の溶液Ｃおよび溶液Ｄを混合することにより、調製した。
吸着剤の吸着能力。吸着等温線実験を行い、吸着能(5-[(β-カルボキシエチル)-アミノ]アクリジンのμモル/吸着剤のg)を様々な型の吸着剤について決定した。図17は、いくつかのAmbersorbについて得られた吸着等温線を、Purolite MN-200の吸着等温線と比較して示す。吸着研究を、5-[(β-カルボキシエチル)アミノ]アクリジン(0.2〜３mM)およびGSH(0.6〜10mM)含有、25％血漿/75％Erythrosol溶液で行った。サンプルを24時間、室温で攪拌した。表７(22μモル/g)の吸着能力を用いた計算により、PRBC 300mL単位中の5-[(β-カルボキシエチル)-アミノ]アクリジンレベルを、300μMから最終レベルの１μMまで減少するのに、約４gのPurolite MN-200を必要とすることを決定した。１g未満のAmbersorb 572(130μモル/g)を同等の除去を達成するのに必要とする。同様の計算により、150mLの上清(50％HCT)中、PRBC 300mL単位中のGSHレベルを、６mMから最終レベルの500μMに減少するのに、１g未満のAmbersorb 572が必要であることを推定した。
実施例21
いくつかの形態の活性炭媒体を用いたフロー研究。フロー装置を用いて、5-[(β-カルボキシエチル)-アミノ]アクリジンおよびGSHのPRBCからの除去を研究するための実験を行った。PRBC(Erythrosol、グルコース、63％HCT)を、分解性5-[(β-カルボキシエチル)-アミノ]アクリジン誘導体(300μM)およびGSH(３mM)で投薬し、装置を介してフローする前に、20時間、攪拌せずに室温に保った。フロー化合物吸着装置媒体は、様々な形態の活性炭で、複合炭素/セルロースディスク、または炭素繊維フェルトのいずれかとして、構成した。媒体を90mm直径ポリカーボネートハウジング(Cuno, Meridien, CT)に密封した。投薬したPRBCを、５mL/分の流速の媒体を介して、ポンプし(Gilson Minipuls, Middleton, WI)、そしてPL146プラスチック容器(Baxter Healthcare)に回収した。この研究の結果を表９に示す。
フロー化合物吸着装置(CUNO媒体)対バッチ化合物吸着装置(AQF媒体)。フローでの5-[(β-カルボキシエチル)アミノ]アクリジンおよびGSH除去とバッチ化合物吸着装置を比較した研究を行った。フロー装置は、90mmハウジングに囲まれた、セルロース/Norit A Supra(Norit Americas, Inc. (Atlanta, GA))炭素ディスクで構成した。２つの別々のバッチ装置が存在した：一方は繊維状Pica G277活性炭(AQF 500g/m2)で構成し；他方は繊維状Purolite MN-200(AQF 312g/m2)で構成した。分解性5-[(β-カルボキシエチル)-アミノ]アクリジン誘導体(300μM)およびGSH(３mM)を投薬した後、流速２mL/分のセルロース/炭素媒体PRBCを介してポンプし、その後、5-[(β-カルボキシエチル)-アミノ]アクリジンおよびGSHレベルは、それぞれ、PRBC上清中、24μMおよび0.71mM(75％および88％)に低下した。次いで、PRBCに曝されたフロー装置をMN-200バッチ装置(６g)に移した。これは、5-[(β-カルボキシエチル)-アミノ]アクリジンおよびGSHレベルをさらに５％および１％減少させ、24時間にわたって、20μmおよび0.67mMに達した。PRBCのPica G277バッチ装置(７g)単独への曝露は、5-[(βカルボキシエチル)-アミノ]アクリジンおよびGSHレベルの、92％および54％の低下(８μMおよび３mMの濃度まで)を生じた。それゆえ、フロー装置を通過したものは、24時間の炭素バッチ装置への曝露よりも、GSH除去において、効果的であった。しかしながら、バッチ装置単独は、組み合わせたフロー装置およびMN-200装置より、5-[(β-カルボキシエチル)-アミノ]アクリジン除去に効果的であった。装置を介したフローは、PRBC ATP濃度に悪影響しないように思われた。PRBCのK+レベルは、24時間炭素バッチ装置曝露に比較して、フロー装置曝露後、より低かった。
実施例23
分解生成物の長期除去。
この実験により、24時間曝露後に繊維化PICA G-277活性炭装置(AQF、7.3g、500m2/g)を除去したPRBC中の、5-[(β-カルボキシエチル)-アミノ]アクリジンおよびGSHレベルを試験した。この研究を、PRBCが装置曝露を継続した研究と平行して行った。図18は、上清サンプル中の5-[(β-カルボキシエチル)-アミノ]アクリジンおよびGSHの濃度が、１〜４週間の保存時間にわたる装置非存在下、かなりより高かったことを示す。
5-[(β-カルボキシエチル)-アミノ]アクリジン濃度を、除去装置(MN-200)存在下、35日保存後、初期に振盪したPRBC中、５μMまで減少した。これは、5-[(β-カルボキシエチル)-アミノ]アクリジン除去が、４℃での静的保存条件下において起こることを示す。
実施例24
封入物質(膜、織(woven)、不織(non-woven))のIADに対する効果
吸着媒体を取り囲む封入物質の使用を、主要な目的の粒子保持について研究した。主要な目的は粒子保持である。しかしながら、膜は装置の血液適合性を、RBCと膜との間の接触を防ぐことによって増強し得る。膜は親水性ポリマー(PEO、PEG、HPL)で容易に修飾され、機能を変化させることなく血液適合性を増強し得る。約10gの繊維化Pica G277活性炭媒体(AQF 500g/m2)を、熱融着された膜、織ポリエステル、または不織ポリエステル材料で取り囲んだ。PRBC単位(300mL)を、分解性5-[(β-カルボキシエチル)-アミノ]アクリジン誘導体(300μM)およびGSH(３mM)で投薬し、室温で20時間、血小板振盪機上で維持し、次いでIADに移した。5-[(β-カルボキシエチル)-アミノ]アクリジン濃度を24時間にわたってモニターした。図19は、繊維状Pica G277活性炭(500g/m2)からなるIADに曝露され、かつ、膜、織材料、または、不織材料に包囲された300mL PRBC単位の上清における、5-[(β-カルボキシエチル)-アミノ]アクリジンレベルを示す。PRBC(Erythrosol、グルコース、62％HCT)に、分解性5-[(β-カルボキシエチル)-アミノ]アクリジン誘導体(300μM)およびGSH(３mM)を投薬し、IADへ移す前に、室温で、血小板振盪機上で攪拌した。PRBC含有IADを室温で24時間攪拌した。
これらの研究は、Tetko織封入物が、24時間にわたる5-[(β-カルボキシエチル)-アミノ]アクリジンの最も速い除去動態を示すことを示している。２週間後に全ての封入物質について達成された最終レベルは同様であり、5-[(β-カルボキシエチル)-アミノ]アクリジン濃度は、１日後に約２μMまで減少したが、８日目付近で10μMまで上昇して戻った。
実施例25
化合物吸着装置の赤血球機能に対する影響。赤血球機能の指標を、様々な装置配置について、5-[(β-カルボキシエチル)-アミノ]アクリジンおよびGSH除去実験の過程にわたってモニターした。測定したパラメーターは、パーセント溶解、ATPおよびK+濃度を含んだ。表10は、ATP濃度が一般に、化合物除去装置の存在により影響されなかったことを示す：ATP濃度の減少は、コントロール(IADなし)とMN-200またはPica G277装置とでほぼ同様であった。PRBCのK+レベルは経時的に増加することが見出された。除去が起こった温度は、20日にわたって化合物除去装置に曝露されたPRBC単位のK+レベルに影響しなかった。しかしながら、曝露時間を35日まで拡大した場合、PRBCのK+増加率は、吸着剤型により変化し、39mmol/Lの装置なしコントロールと比較して、MN-200およびPICA G-277装置について、それぞれ40および45mmol/Lの最終レベルを達成した。装置曝露および装置なしコントロールPRBC単位で溶解された赤血球の割合は一般的に24時間後、0.1と１％との間であることが見出された。表11および表12に示し、図20および21に図示したように、％溶解は用いた吸着剤型により、顕著に変化した。表11は、35日にわたって２種の型の固定化吸着装置に曝された、PRBCについて得られた溶解値を示す。表12は、42日にわたって織ポリマーメッシュに封入されたルーズな吸着粒子に曝された、PRBCについて得られた溶解値を示す。手動振動機を、１分間全てのPRBC単位に投薬するのに用いた。その後、PRBCを、室温で４時間、静的状態においた。装置を、血小板振盪機上で24時間、室温に維持した。その後、これらを研究の間、４℃の静的状態においた。固定化MN-200は、固定化PICA G-277よりも低い溶血性レベルを示したが、Ambersorb合成炭素吸着剤は、ルーズな吸着剤(adsordent)と比較した場合、最低溶血レベルの１つを示した。MN-200 IADは、同様の非固定化吸着剤よりも、低い溶血性を示した。同様の観察を、他のIADについて、同様の非固定化吸着剤との比較として観察した。
表13は、グルタチオンおよび5-[(β-カルボキシエチル)アミノ]アクリジン含有赤血球サンプルからの上清を、複数の異なる吸着剤と接触させた、比較研究を示す。活性炭吸着剤は、5-[(β-カルボキシエチル)アミノ]アクリジンおよびグルタチオンの両方の濃度を実質的に減少し得る吸着剤のただ１つの型である。天然活性炭(NoritおよびPICA)ならびに合成活性炭(Ambersorb)の両方は、化合物減少に効果的であることが判明した。
この実施例は、30％Norit A Supra炭素(Norit Americas, Atlanta, GA)で構成され、先の実施例において先述したCuno(Meriden, CT)により製造された吸着剤を用いた、血漿におけるフローモードでの固定化吸着剤装置の典型的性能を記述する。
IADを、５μm孔を有する90mm直径のMemtecヒドロキシプロピルセルロースコーティングポリスルホン膜と連結した、R10SP媒体を浸み込ませた90mm Cuno 30％Norit A Supraを用いて組み立てた。
使い捨てできる製造を完全にするため、1 LPL2410バッグを外径1/8インチの管にドッキングし、次いで、この管をIADの出口に、IADの中線からバッグまでの距離が40cmになるように取り付けた。同じサイズの管を、それにイルミネーションバッグをドッキングした場合に、その中線からバッグまでの距離が30cmになるように、SRDの入口に取り付けた。
5-[(β-カルボキシエチル)-アミノ]アクリジンを500mLの血漿に、最終濃度約150μMまで添加し、血漿を6.3J/cm2のUVAに照射して病原体を不活化した。照射後の5-[(β-カルボキシエチル)-アミノ]アクリジン濃度は、約82μMであった。
表14は、凝固因子活性および5-[(β-カルボキシエチル)-アミノ]アクリジンレベルの、IADで処理した後の、IADを通過させる前の値に対する、測定値を示す。この実験を３回繰り返した。平均および標準偏差を報告する。処理時間は平均14分であった。第I、II、V、VII、X因子または凝固因子、プロトロンビン時間(PT)および活性化部分トロンボプラスチン時間(aPTT)活性の測定には実質的に何の変化もなく、そして第XIおよびXII因子には非常に小さい変化があった。第VIIIおよび第IX因子は、いくらかより大きい変化を示したが、特に、これらの欠損の組換えタンパク質の処方を考慮すると、これらは受容可能であった。装置の非常に選択的な性質を、0.9％の5-[(β-カルボキシエチル)-アミノ]アクリジンに通過させる間、実質的に全ての凝固活性を保持するという点で、注意すべきである。
不織ポリエステル繊維マトリックス(Hoechst-L493)に付着したDowex Optipore L-493からなる繊維状媒体がHoechst Celanese(Charlotte,NC)のAQF分割によって製造される。血小板用のバッチ式除去装置におけるこの吸着剤媒体の性能を評価した。
血小板の調製
35%の自家血漿300mL中に3.5〜4.5×1011個の血小板を含む単一のドナーアフェレーシス血小板ユニット(65% PAS III)がSacramento Blood Bank Centerより得られた。4’-(4-アミノ-2-オキサ)ブチル-4,5’,8-トリメチルソラレン(Baxter Healthcare)をそれぞれの血小板ユニットに添加し、最終濃度である150μMに達した。血小板ユニット(４〜５)を単一のPL-2410プラスチック容器に保存し、そして十分に混合した。血小板のプールを約300mLの血小板混合物をそれぞれ含むように4-5 1L PL2410プラスチック容器に均等に分割した。ユニットを3.0J/cm2のUV-Aで光化学的に処理し、そしてこの研究用に適切な除去装置に移した。全ての実験は、光化学的に処理(150μMソラレン、3.0J/cm2UVA)をされたが除去装置に接触しなかったコントロールの血小板を含んだ。
装置の準備
2.5gのDowex XUS 43493を含む標準除去装置をBaxter Healthcare Corporation(Lot FX1032 D96F20042R)により準備した。実験用のIADsをロールストック(roll stock)として供給されたHoechst-L493媒体(Hoechst Celanese Corp.)で調製した。媒体を測定し、そしてそれぞれのIAD(5.0gおよび7.5g)用の適切な吸着剤量を得るように切断した。切断した媒体を30μmのポリエステルメッシュ(Tetko)をインパルス溶接によって構成されたポーチの中に置いた。媒体を含むメッシュポーチをオートクレーブ処理し(121℃,20分)、そして滅菌したPL 2410プラスチック容器中に置いた。あるいは、メッシュポーチをPL 2410容器中に置き、その容器を密封し、そして全ての組立部品を2.5MRadのガンマ線照射(SteriGenics,Corona,CA)で滅菌した。光化学的に処理した血小板の移動の前に、過剰の空気をシリンジを用いて手動で装置から排除した。
吸着速度論
4’-(4-アミノ-2-オキサ)ブチル-4,5’,8-トリメチルソラレンとUVAでの光化学的処理に続いて、血小板混合物を除去装置を備えたPL 2410プラスチック容器に移した。装置を標準血小板インキュベーター(Helmer)に置き、そして22℃、70サイクル／分で攪拌した。血小板混合物のサンプルを保存の最初の８時間の間、１時間間隔で取り出した。これらのサンプルを４℃で保存し、そして後でHPLC分析によって残留4’-(4-アミノ-2-オキサ)ブチル-4,5’,8-トリメチルソラレンを分析した。アッセイは血小板を溶解し、そして4’-(4-アミノ-2-オキサ)ブチル-4,5’,8-トリメチルソラレンおよび遊離光生成物を可溶化する初めのサンプル調製を含む。サンプル調製物由来の上清を、KH2PO4緩衝液中でメタノールが増加する勾配を有するC-18逆相カラムで分析した。
インビトロ血小板の機能
血小板混合物を７日間、除去装置と接触させて攪拌した。１つの研究では、血小板混合物を24時間、IADと接触させ、そして滅菌した管ウェルダー(tubing welder)(Terumo SCD 312)を使用して滅菌した1L PL2410プラスチック容器に移した。血小板を血小板インキュベーター中の後方に置き、７日余りの保存期間保存した。
５日または７日の保存に続いて、血小板の数およびpHをそれぞれの血小板ユニットについて決定した。pHおよびpO2/pCO2をCIBA-Corning model 238 Blood Gas Analyzerを使用して測定した。それぞれのサンプルの血小板の数をBaker 9118とHematology分析装置を使用して決定した。
いくつかのアッセイをインビトロ血小板の機能を評価するために実行した。血小板サンプルの形状の変化をChrono-Log model 500 VS全血血小板凝集計を使用してモニターした。形状の変化は、EDTAの添加後の光透過の変化に対するADPの添加後の光透過の最大変化の比として定量化した。
血小板の低浸透圧力に対する応答をHypotonic Shock Response(HSR)アッセイで評価した。低浸透液の添加後の光透過の変化をChrono-Log model 500 VS全血血小板凝集計を使用して測定した。データを、その最小値に達した吸収の２分後の低浸透圧からの回復率として報告した。
血小板がADP／コラーゲンアゴニストに応答して凝集する能力は、Chrono-Log model 500 VS全血液血小板凝集計で測定されたように光学的透過における変化によって示された。
血小板の状態は、血小板のスコアリング(scoring)によって評価した。サンプルを盲検に供し(blinded)、そして100個の血小板のモルフォロジースコア(morphology scores)をそれぞれのサンプルについて合計した。可能である最高スコアは400である(円板体＝４、中間体＝３、球体＝２、樹状物体＝１、バルーン(ballon)体＝０)。
p-セレクチン(Granular Membrane Protein,GMP-140)の発現によって示されるように血小板の活性化を測定した。CD62抗体をテストサンプルとして使用し、マウスコントロールIgG1をネガティブコントロールとして使用し、そして酢酸ミリスチン酸ホルボール(PMA)(phorbal myristate acetate)を有するCD62抗体をポジティブコントロールとして使用した。サンプルを、FACScan(Becton Dickinson)で分析した。報告された活性化率はポジティブコントロールに関係し、これはテスト値とネガティブコントロール値との間の差異である。
吸着速度論
吸着剤ビーズを繊維マトリックスに組み込んでいる影響を調査した。35%の血漿300mL中に4.0×1011個の血小板を含む血小板ユニット(65% PAS III)を150μMの4’-(4-アミノ-2-オキサ)ブチル-4,5’,8-トリメチルソラレンと3.0J/cm2のUVAで処理した。IADをHoechst-L493から450g/m2の吸着剤ローディングで調製した。IADをガンマ線照射によって滅菌した。ソラレンとUVAでの処理に続いて、血小板を除去装置に移した。サンプルを１時間間隔で取り出し、そしてHPLCで残留4’-(4-アミノ-2-オキサ)ブチル-4,5’,8-トリメチルソラレンについて分析した。図22は、5.0gおよび7.5gのHoechst-L493媒体を含むIADに関する4’-(4-アミノ-2-オキサ)ブチル-4,5’,8-トリメチルソラレンの除去に関する速度論を、2.5gのルーズなビーズを含む標準除去装置の速度論と比較している。IADは、5.0gのHoechst-L493(三角印)、7.5gのHoechst-L493媒体(四角印)、または2.5gのルーズなDowex L493吸着剤ビーズ(円印)のいずれかを含んだ。Hoechst-L493媒体は、450g/m2のローディングで吸着剤ビーズを含んだ。
等量のルーズな吸着剤ビーズと比較したとき、4’-(4-アミノ-2-オキサ)ブチル-4,5’,8-トリメチルソラレンの吸着速度論は、Hoechst媒体に対してより遅かった。2.5gのルーズなビーズを含む除去装置は、短時間(１時間)で残留4’-(4-アミノ-2-オキサ)ブチル-4,5’,8-トリメチルソラレンの最低レベルを達成した。しかし、より長い時間では、7.5gおよび5.0gのHoechst-L493媒体を含むIADのほうが、より良く機能した。本研究において吸着速度論は、４時間の接触のもとで0.5μM未満の残留4’-(4-アミノ-2-オキサ)ブチル-4,5’,8-トリメチルソラレンの目標を達成する３つの除去装置の全てに対して比較的速かった。
長時間(６〜８時間)では、より大量の吸着剤を含むHoechst-L493 IADは、残留した4’-(4-アミノ-2-オキサ)ブチル-4,5’,8-トリメチルソラレンのより低いレベルを達成することに注目されたい。この観察は、Hoechst-L493 IADのより遅い吸着速度論は大量の輸送の制限の結果であり(液体流動に対する拡散)、そして繊維付着に起因する機能的な吸着領域の損失の結果ではないということを示唆している。さらなる研究は、より低いレベルの吸着剤ローディング(200〜300g/m2)を有するHoechst-L493媒体が流体をより容易に媒体に浸透させ、その結果より速い吸着速度論をもたらすことを示している。160g/m2のローディングでAmberlite XAD-16吸着剤を含むHoechst媒体についての先行の研究(データ示さず)は、吸着速度論は低いレベルのローディングでの繊維基質への組み込みによって影響されないことを示している。
血小板収率およびインビトロでの血小板の機能
２つの別々の研究に由来するデータをこの節に示す。それぞれの研究範囲内の血小板ユニットは単一のプールに由来し、そのためにIAD媒体形態、吸着剤量、および接触時間の影響が明らかに評価され得た。
第一の研究は、延長した接触(５日および７日)後の血小板の収率および機能における繊維状化(fiberization)(Hoechst媒体)の影響を評価した。単一のプールに由来した４つの血小板ユニットの合計を本研究で使用した。IADの無いコントロールユニットをソラレンとUVAとで処理した。２つの血小板ユニットを5.0gのHoechst-L493に接触させた。一方のユニットを24時間IADと接触させ、次に空のPL 2410保存容器に移した。他方のユニットは研究期間の間IADと接触させておいた。Hoechst-L493 IADをスチームで滅菌した(120℃、20分)。Baxterより入手した標準除去装置(2.5gのルーズなDowex XUS-43493)をガンマ線照射によって滅菌した。ルーズな吸着剤粒子を利用する装置で代表的に実行されるように、８〜16時間の接触の後、血小板は標準除去装置から離れて移動しない。５日および７日の保存の後の血小板の数、ならびにインビトロでの機能に由来する結果を表15Aおよび表15Bにそれぞれ要約する。
第二の研究では、より高い媒体量についての血小板収率またはインビトロ機能における顕著な減少が存在するかどうかを決定するために5.0gおよび7.5gのHoechst-L493媒体を含むIADを調べた。本研究では、Hoechst-L493 IADをガンマ線照射で滅菌した。標準除去装置(2.5g Dowex XUS-43493)が本研究に関与した。血小板は本研究の全期間中除去装置と接触させたままであった。５日および７日の保存の後の血小板の数、ならびにインビトロ機能に由来する結果を、表16Aおよび表16Bにそれぞれ要約する。
５日間血小板に接触させて保存した標準除去装置(2.5gのルーズなXUS-43493)と比較した場合、Hoechst-L493媒体(5.0g,7.0g)で調製したIADは、優れたインビトロ機能をもたらした。さらに、150μMの4’-(4-アミノ-2-オキサ)ブチル-4,5’,8-トリメチルソラレンと3.0J/cm2のUVAとで処理した血小板は、Hoechst-L493 IADs(5.0g)と５日および７日間接触させたとき、形状変化、凝集、およびGMP-140アッセイによって示されたように、改善されたインビトロ機能を示した。血小板(ソラレンなし／UVA)についての５〜７日の保存をIAD(50g Hoechst-L493)存在下およびIAD非存在下で比較したさらなる研究は、インビトロ機能アッセイで示したように、IADを伴う保存は血小板の性能を改良し得ることを示した。 Cross-reference of related applications
This application is a continuation of co-pending application numbers 08 / 779,830 and 08 / 779,885 (filed Jan. 6, 1997), which are incorporated by reference in their entirety.
Technical field
The present invention relates to a method and apparatus for reducing small organic compounds from blood products.
Background art
There is an extensive series of studies on the removal of substances from blood products. The majority of this work relates to reducing white blood cells. See, for example, M.N. Boomgaard et al., Transfusion 34: 311 (1994); F. Bertolini et al., Vox Sang 62:82 (1992); and A.M. Joustra-Dijkhuis et al., Vox Sang 67:22 (1994). Platelet filtration is the most common method used to deplete white blood cells from platelet concentrates. For example,
Using an adsorption process, selective blood components have been isolated on phospholipid polymers. For example, several copolymers with different charges have been evaluated for interactions with blood components such as platelet adhesion and protein adsorption. K. Ishihara et al., J. Biomed. Mat. Res. 28: 1347 (1994). However, such polymers are not designed for the adsorption of low molecular weight compounds.
It is possible to remove low molecular weight compounds from plasma and whole blood by various dialysis means. For example, dialysis can successfully remove low molecular weight toxins and pharmaceutical compounds. Thus, dialysis can be used, for example, to remove psoralen and psoralen photoproducts from blood products. Unfortunately, current dialysis procedures involve very complex and expensive equipment. Therefore, the use of dialysis machines is not practical for the purification of large quantities of blood products.
The use of polystyrene divinylbenzene, silica gel, and acrylic ester polymers has been previously described for the adsorption of methylene blue. For example, PCT Publication WO 91/03933 describes batch studies using free adsorbent resins (e.g., Amberlites (Rohm and Haas (Frankfurt, Germany) and Bio Beads (Bio-Rad Laboratories (Munich, Germany))). However, in these methods there is a risk of transfusing the resin particles if the adsorbent resin is not removed very carefully after exposure to the blood product.
In addition, devices and processes for removal of leukocytes and virus inactivating agents (eg, psoralen, hypericin, and dyes such as methylene blue, toluidine blue, and crystal violet) are also disclosed. Specifically, PCT Publication WO 95/18665 describes a filter on which a textile web containing a mechanically stable polymer material is laid. The web itself includes textile fibers that are interlocked, which forms a matrix that includes a space within which the fiberized particles are disposed. However, this device causes a significant decrease in factor XI activity.
Therefore, there is a need for a simpler, safer and more economical means of substantially maintaining the biological activity of a purified fluid while reducing the concentration of small organic compounds in the biological fluid. The
Disclosure of the invention
The present invention contemplates a device that substantially maintains the desired biological activity of the blood product while reducing the concentration of small organic compounds in the blood product, the device comprising highly porous adsorbent particles. And where the adsorbent particles are immobilized with an inert matrix. In one embodiment, the inert matrix can be a fiber network or a sintered medium.
Immobilizing adsorbent particles in an inert matrix due to a reduction in the concentration of small organic compounds in blood products has a number of benefits and advantages over previous systems. One advantage is that loose sorbent particles are less likely to leak into the blood product, which leads to the production of a safer blood product. Another advantage is that the ability of the adsorbent particles to adsorb small organic compounds is enhanced. This is due in part to the elimination of aggregation problems associated with the use of non-immobilized particles with blood products (eg, substances containing red blood cells). A further advantage is that the problems associated with handling loose adsorbents are reduced. This simplifies manufacturing. A surprising advantage of using adsorbent particles immobilized with an inert matrix is reduced damage to stored membranes including blood products such as platelets, red blood cells, and white blood cells.
In one embodiment, the adsorbent particles are about 750 m.2have a surface area greater than / g. In other embodiments, the adsorbent particles are about 1000 m.2Can have a surface area greater than / g.
In one embodiment, the device is a flow device, wherein the adsorbent particles are less than about 200 μm in diameter and greater than 10 μm in diameter. In other embodiments, the apparatus is a batch apparatus, wherein the adsorbent particles are less than about 1200 μm in diameter and greater than 300 μm in diameter.
The present invention contemplates that the adsorbent particles comprise a polyaromatic compound or activated carbon. In one embodiment, the polyaromatic compound is included in a hypercrosslinked polystyrene divinylbenzene copolymer network. In one embodiment, the activated carbon can be derived from a natural source. In other embodiments, the activated carbon can be derived from a synthetic source obtained by treating highly sulfonated polystyrene beads with a high temperature activation process.
Further contemplated are devices that reduce the concentration of acridine, acridine derivatives, methylene blue or thiols in blood products. Also contemplated are devices that reduce the concentration of psoralen, psoralen derivatives (including, for example, 4 '-(4-amino-2-oxa) butyl-4,5', 8-trimethylpsoralen, isopsoralen or aminopsoralen). Is done. The blood product can be selected from the group consisting of platelets, red blood cells or plasma.
As a further component, the present invention contemplates that the device further includes a blood bag.
The present invention contemplates a method of substantially maintaining the desired biological activity of the blood product while reducing the concentration of the cyclic compound in the blood product, the device comprising: a) a blood product of the invention And b) removing the blood product from contact with the device of the present invention. In one embodiment, the inert matrix can be a fiber network or a sintered medium.
In one embodiment, the adsorbent particles are about 750 m.2have a surface area greater than / g. In other embodiments, the adsorbent particles are about 1000 m.2Can have a surface area greater than / g.
In one embodiment, the device is a flow device, wherein the adsorbent particles are less than about 200 μm in diameter and greater than 10 μm in diameter. In other embodiments, the apparatus is a batch apparatus, wherein the adsorbent particles are less than about 1200 μm in diameter and greater than 300 μm in diameter.
The present invention contemplates that the adsorbent particles comprise a polyaromatic compound or activated carbon. In one embodiment, the polyaromatic compound is included in a highly crosslinked polystyrene divinylbenzene copolymer network. In one embodiment, the activated carbon can be derived from a natural source. In other embodiments, the activated carbon can be derived from a synthetic source obtained by treating highly sulfonated polystyrene beads with a high temperature active process.
Further contemplated are devices that reduce the concentration of acridine, acridine derivatives, methylene blue or thiols in blood products. Also contemplated are devices that reduce the concentration of psoralen, psoralen derivatives (including, for example, 4 '-(4-amino-2-oxa) butyl-4,5', 8-trimethylpsoralen, isopsoralen or aminopsoralen). Is done. The blood product can be selected from the group consisting of platelets, red blood cells or plasma.
As a further component, the present invention contemplates that the device further includes a blood bag.
The present invention also contemplates a method of inactivating pathogens in solution, where the method is: a) in any order: i) a cyclic compound, ii) a solution suspected of contaminating the pathogen And iii) providing a fibrous resin; b) treating the solution with a cyclic compound to produce a treated solution product inactivated by the pathogen; and c) contacting the treated solution product with the fibrous resin Including the step of The improvements include a device that substantially maintains the desired biological activity of the blood product while reducing the concentration of small organic compounds in the blood product, the device comprising highly porous adsorbent particles. And where the adsorbent particles are immobilized with an inert matrix.
The present invention also contemplates a method for reducing the concentration of a cyclic compound in solution, the method comprising: a) i) a predetermined concentration of a cyclic compound in solution (the cyclic compound is a monocyclic compound, Selected from the group consisting of polycyclic compounds and heterocyclic compounds), and ii) providing a fibrous resin; and b) contacting the cyclic compound with the fibrous resin, whereby Reducing the concentration of the cyclic compound.
The present invention contemplates a blood bag comprising: a) a biocompatible housing; and b) a resin immobilized in a fiber network, the immobilizing resin being contained within the biocompatible housing.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 schematically shows a perspective view of one embodiment of a fiber, showing an inner core and an outer sheath, which form a fiber network of fibrous resin.
FIG. 2 schematically represents a part of one embodiment of the fibrous resin of the present invention.
FIG. 3 graphically represents a cross-sectional view of one embodiment of a fibrous resin, where adsorbent beads are secured to the fiber, which makes up the fibrous resin.
FIG. 4 diagrammatically represents a cross-sectional view of one embodiment of a fibrous resin, wherein the adsorbent beads are immobilized within the fibrous resin fiber and heat seal, which includes a fibrous resin sample. .
Figure 5 shows Dowex▲ R ▼XUS-43493 and Amberlite▲ R ▼XAD-16 HP loose adsorption beads and Amberlite▲ R ▼It is a graph which shows the comparison of adsorption kinetics regarding the removal of amino psoralen from platelets by the fibrous resin containing XAD-16.
Figure 6 shows
Figure 7 shows p (HEMA) coated and uncoated Dowex▲ R ▼FIG. 6 is a graph showing a comparison of adsorption kinetics for removal of aminopsoralen from platelets by XUS-43493 beads.
Figure 8 shows Amberlite▲ R ▼XAD-16 and
Figure 9 shows Amberlite▲ R ▼XAD-16 (bottom) and Dowex▲ R ▼Shows a comparison of the effect of wetting solution on 4 '-(4-amino-2-oxa) butyl-4,5', 8-trimethylpsoralen adsorption capacity for dry adsorbent in 100% plasma for XUS-43493 (top) It is a graph. Samples that were not wet in the ethanol solution are indicated by “No Tx”. The adsorption capacity is expressed as a percentage of the capacity of the optimally wetted adsorbent.
Figure 10 shows Amberlite wetted in several
FIG. 11 is a graph showing a comparison of the kinetics of adsorption of methylene blue from plasma over 2 hours.
FIG. 12 shows the chemical structure of acridine, acridine orange, 9-aminoacridine, and 5-[(β-carboxyethyl) amino] acridine.
FIG. 13 is a graph showing plots of data against adenine capacity (y-axis) and 5-[(β-carboxyethyl) amino] acridine capacity (x-axis) for various resins.
Figures 14A and 14B show Dowex▲ R ▼XUS-43493 and Purolite▲ R ▼MN-200 and
Figure 15 shows Dowex▲ R ▼FIG. 6 is a graph showing a comparison of adsorption kinetics for removal of 9-aminoacridine and acridine orange by XUS-43493.
FIG. 16 is a flow and batch configuration for an immobilized adsorber (IAD).
FIG. 17 is a graph showing a comparison of adsorption isotherms for various Ambersorbs compared to Purolite MN-200.
Figure 18 shows fiberized Pica G277 IAD (500 g / m2) over 4 weeks storage at 4 ° C.2) Is a graph showing a comparison of the levels of 5-[(β-carboxyethyl) amino] acridine and GSH in 300 mL of PRBC unit supernatant that was continuously exposed to 24 hours or stopped after 24 hours.
FIG. 19 is a graph showing the effect of enclosure material on 5-[(β-carboxyethyl) amino] acridine in PRBC exposed to IAD.
FIG. 20 is a graph showing a comparison of percent hemolysis for non-immobilized and immobilized adsorbent particles Purolite MN-277.
FIG. 21 is a graph showing a comparison of percent hemolysis for non-immobilized and immobilized adsorbent particles Pica G-200 activated carbon.
FIG. 22 is a graph showing the kinetics for removal of 4 '-(4-amino-2-oxa) butyl-4,5', 8-trimethylpsoralen from platelet concentrate.
BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION
The present invention provides methods, materials and devices for reducing the concentration of small organic compounds from processed blood products. Small organic compounds can include cyclic and acyclic compounds. Examples of compounds include pathogen inactivating compounds, dyes and thiols. An apparatus is provided that includes a three-dimensional network of adsorbent molecules immobilized by an inert matrix. This immobilization reduces the risk of loose adsorbent particles leaking into the blood product. Furthermore, immobilization of the adsorbent particles with an inert matrix simplifies manufacturing by reducing problems with loose adsorbent particle handling. The immobilization of the adsorbent particles also increases the adsorbent particle's ability to adsorb small organic compounds in compositions including red blood cells and / or platelets and / or plasma. Finally, the use of adsorbent particles immobilized by an inert matrix reduces damage to compositions containing blood products (eg, platelets, red blood cells, and white blood cells) that contain cell membranes.
Definition
The term “acridine derivative” means a compound comprising a tricyclic structure of acridine (dibenzo [b, e] pyridine; 10-azaanthracene). The compound has (and can bind) non-covalent affinity for nucleic acids through interaction. The term “aminoacridine” means an acridine compound having one or more nitrogen-containing functional groups. Examples of aminoacridine include 9-aminoacridine and acridine orange (shown in FIG. 12).
The term “adsorbent particles” refers broadly to any natural or synthetic material that can interact with a molecule in a liquid and thus is capable of removing the molecule from the liquid. Examples of naturally occurring adsorbents include, but are not limited to, activated carbon, silica, diatomaceous earth, and cellulose. Examples of synthetic adsorbents include but are not limited to polystyrene, polyacryl, and carbonaceous adsorbents. Adsorbent particles are often porous, often have a large surface area, and various functional groups that can affect how the adsorbent interacts with molecules (e.g., ionic, hydrophobic, acidic, basic) ).
The terms “aromatic”, “aromatic compound” and the like broadly mean compounds having a ring of atoms with delocalized electrons. Monocyclic compound benzene (C6H6) Is a general aromatic compound. However, electron delocalization can occur across more than one adjacent ring (eg, naphthalene (bicyclic) and anthracene (tricyclic)). Various classes of aromatic compounds include aromatic halides (aryl halides), aromatic heterocyclic compounds, aromatic hydrocarbons (arenes), and aromatic nitro compounds (aryl nitro compounds). It is not limited to.
The term “biocompatible coating” refers broadly to the coating of a surface (eg, the surface of a polystyrene bead) with a hydrophilic polymer that is damaging, toxic, or immune when contacted with a blood product. Does not produce a sexual response and makes the surface more biocompatible or improves cell function by reducing cell adhesion, protein adsorption. A suitable coating is biocompatible if it has minimal, if any, impact on the biological material exposed to the coating. A “minimal” effect means that there is no significant difference when compared to the control. In a preferred embodiment, the biocompatible coating improves the hemocompatibility of the surface of the polymer structure. For example, poly (2-hydroxyethyl methacrylate) (pHEMA) is often used to coat materials used in medical devices (eg, blood filters).
The term “biocompatible housing” refers broadly to filter housings, containers, bags, tubes, receptacles, and the like that are suitable for containing biological materials such as whole blood, platelet concentrate, and plasma. A suitable container is biocompatible if it has minimal, if any, impact on the biological material contained therein. A “minimal” effect means that for red blood cells, platelets and plasma, there is no significant difference in blood product function when compared to controls, as described herein. Therefore, the blood product can be stored in a biocompatible housing prior to infusion to the recipient. In a preferred embodiment, the biocompatible housing is a blood bag, which includes a platelet storage container.
The term “biological fluid” refers to a product derived from human or non-human whole blood, plasma, platelets, red blood cells, white blood cells, serum, lymph, saliva, milk, urine, or any one or a mixture of the above. Includes products containing any of the above alone or in mixtures, with or without chemical addition solutions. Preferably, the fluid is blood or blood products with or without a chemical additive solution, more preferably plasma, platelets and red blood cells, most preferably apheresis plasma and red blood cells.
The term “blood bag” means a blood product container.
The term “blood products” means fluids and / or related cellular elements that pass through the circulatory system in the body (eg, red blood cells, white blood cells, platelets, etc.); blood products include blood cells, platelet mixtures, serum, and Examples include but are not limited to plasma. The term “platelet mixture” refers to one type of blood product, where the cellular elements are predominantly or solely platelets. Platelet concentrate (PC) is one type of platelet mixture, where platelets are associated with less plasma than normal. In blood products, the synthetic medium can compensate for the volume normally occupied by plasma; for example, platelet concentrates may require platelets suspended in 35% plasma / 65% synthetic medium. Often, the synthesis medium includes a phosphate.
The term “blood separation means” refers broadly to devices, machines, etc. that can separate blood into blood products (eg, platelets and plasma). The apheresis system is one type of blood separation means. The apheresis system generally includes a blood separation device, a complex network of tubes and filters, collection bags, anticoagulants, and computer controlled means to control all components.
The term “cross-linked” refers broadly to linear molecules bonded together to form a two-dimensional or three-dimensional network. For example, divinylbenzene (DVB) serves as a crosslinker in the formation of styrene-divinylbenzene copolymers. The term also encompasses “hypercrosslinking”, where a higher order cross-linking network is generated by cross-linking linear polystyrene chains with a bifunctional reagent either in solution or in a swollen state. The A variety of bifunctional reagents can be used for crosslinking (see, e.g., Davankov and Tsyurupa, Reactive Polymers 13: 24-42 (1990); Tsyurupa et al., Reactive Polymers 25: 69-78 (1995)). .
The term “cyclic compound” means a compound having one (ie monocyclic compound) or more than one (ie polycyclic compound) atomic ring. The term is not limited to compounds having a ring containing the specified number of atoms. Most cyclic compounds include rings having 5 or 6 atoms, but rings having other numbers of atoms (eg, 3 or 4 atoms) are also contemplated by the present invention. The identity of the atoms in the ring is not limited, but the atoms are usually mainly carbon atoms. Generally speaking, the rings of a polycyclic compound are adjacent to each other; however, the term “polycyclic” compound includes compounds containing multiple rings that are not adjacent to each other.
The term “dye” refers broadly to compounds that impart color. The dye generally comprises a chromophore and an auxiliary chromophore group bound to one or more cyclic compounds. The color depends on the chromophore, but the affinity of dyeing depends on the auxiliary chromophore. The dyes are divided into a number of categories, including azine dyes (eg, neutral red, safranin, and azocarmine B); azo dyes; azocarmine dyes; diphenylmethane dyes, fluorescein dyes, ketonimine dyes, Rosaniline dyes and triphenylmethane dyes are included. It is contemplated that the methods and apparatus of the present invention can be practiced in combination with any dye that is a cyclic compound.
The term “fiberized resin” generally means an adsorbent material (including, for example, a resin) that is incorporated into, immobilized on, or in the fiber network. In one embodiment, the fiber network is composed of polymer fibers. In other embodiments, the fibers consist of a high melting polymer core (eg, polyethylene terephthalate [PET]) surrounded by a relatively low melting temperature polymer sheath (eg, nylon or modified PET). Fibrous resins can be made by heating the fiber network under conditions that do not have a significant adverse effect on the adsorption capacity of the resin. When the resin includes beads, heating is performed such that the adsorbent beads adhere to the outer polymer sheath to form “fibrous beads”. Samples of fibrous resin for use in the removal of cyclic compounds (e.g., psoralen, and especially aminopsoralens) and other products by producing fibrous resins containing known amounts of adsorbent beads per defined area Can be obtained by cutting the defined area of the fibrous resin rather than weighing the adsorbed beads.
The term “filter” refers broadly to devices, substances, etc. that are able to pass certain components of a mixture and retain other components. For example, the filter may include a mesh having a pore size that allows blood products (eg, plasma) to pass through while retaining other components such as resin particles. The term “filter” is not limited to the means by which a particular component is retained.
The term “flow adapter” means a device that can control the flow of a particular substance, such as a blood product. The flow adapter may perform additional functions such as preventing passage of fragments of the adsorbent resin material.
The term “heterocyclic compound” refers broadly to cyclic compounds in which one or more of the rings contains more than one type of atom. In general, carbon represents the main atom, while other atoms include, for example, nitrogen, sulfur, and oxygen. Examples of heterocyclic compounds include furan, pyrrole, thiophene, and pyridine.
The phrase “high temperature activation process” refers to a high temperature process that results in the surface area, porosity and surface chemistry of the treated material typically changing due to thermal decomposition and / or oxidation of the starting material.
The term “immobilized adsorber (IAD)” means an immobilized adsorbent material incorporated in, on, or in an inert matrix. Where the inert matrix is a fiber network, the term “IAD” may be used interchangeably with the term “fibrous resin”.
The term “inert matrix” is any synthetic or natural fiber or polymeric material that can be used to immobilize adsorbent particles and substantially affect the desired biological activity of the blood product. Means nothing. The matrix can contribute to a reduction in the concentration of small organic compounds, but typically does not substantially contribute to the adsorption or removal process. In addition, the inert matrix can interact with cellular or protein components, so that cells are removed (eg, leukodepletion) or proteins or other molecules are removed.
The term “in-line column” refers to a generally cylindrical container that has an inlet end and an outlet end and includes a substance disposed therein to reduce the concentration of small organic compounds from the blood product. means.
The term “isolated” means separating a material from a mixture containing more than one component. For example, platelets can be isolated from whole blood. An isolated product does not necessarily mean a complete separation of the product from other components.
The term “macropore” generally refers to pores with a diameter greater than about 500 mm. The term micropore means a pore with a diameter of less than about 20 mm. The term mesopore means a pore having a diameter greater than about 20 mm and less than about 500 mm.
The term “macroporous” is used to describe a porous structure having a substantial number of pores with a diameter greater than about 500 mm.
The term “macro-reticular” is a relative term whose structure has a high degree of physical porosity (ie, there are a large number of pores) and the porous adsorbent structure is macroporous and microporous. It means having both.
The terms “mesh enclosure”, “mesh pouch” and the like refer to enclosures, pouches, bags, etc. that are manufactured to include a plurality of pores. For example, the present invention is a pouch comprising immobilized adsorbent particles that allows a blood product to contact the immobilized adsorbent particles, but the immobilized adsorbent particles are retained within the pouch. A pouch having pores of size is contemplated.
The term “partition” refers to any type of device or element that can be separated or divided into compartments or parts. For example, the present invention contemplates the use of a partition that divides the blood bag into two parts to fit the blood product. The blood product occupies one part of the bag before and during processing, while the adsorbent resin occupies the other part. In one embodiment, after treatment of the blood product, the partition is removed (eg, changing the integrity of the partition), thereby contacting the treated blood product with the adsorbent resin. The partition can be located either inside or outside the bag. When used with the term “partition”, the term “removal” means that there is no longer an isolation between the two parts of the blood bag. This does not necessarily mean that the partition is no longer attached to the bag in a sense.
The term “photoproduct” refers to a product obtained as a result of a photochemical reaction that occurs when psoralen is exposed to ultraviolet radiation.
The term “polyaromatic compound” refers to a polymeric compound containing an aromatic group in the backbone (eg, polyethylene terephthalate), a polymeric compound containing pendant groups (eg, polystyrene), or both.
The term `` polystyrene network '' refers to styrene (C6HFiveCH = CH2) A broad range of polymers containing monomers, which can be linear, composed of a single covalently bonded alkane chain with a phenyl substituent, or generally m- or p-phenylene residues or other bifunctional Can be cross-linked with a hydrophilic or higher order cross-linked structure to form a two-dimensional polymer backbone.
The term “psoralen removal means” refers to a substance or device capable of removing psoralen from, for example, greater than about 70% (preferably greater than about 90%; most preferably greater than about 99%) from a blood product. The psoralen removal means may also remove other blood product components such as psoralen photoproducts.
The phrase “reduce the concentration” refers to removing some portion of the aromatic compound from the aqueous solution. The concentration reduction is preferably on the order of greater than about 70%, more preferably on the order of about 90%, and most preferably on the order of about 99%.
The phrase “removes that portion of substantially all small organic compounds free in solution (eg, psoralen, psoralen derivatives, isopsoralens, acridines, acridine derivatives, or dyes)” is preferably a compound that is free in solution Means more than about 80%, more preferably more than about 85%, even more preferably more than about 90%, and most preferably more than about 99%.
The term `` resin '' can interact with and add to various small organic compounds (including psoralen) in solution or fluid (e.g. blood products), thereby the concentration of these elements in solution. Refers to a solid support (eg, particles or beads) that lowers The removal process is not limited to any individual mechanism. For example, psoralen can be removed by hydrophobic or ionic interactions (ie, affinity interactions). The term “adsorbent resin” refers broadly to both natural organic and synthetic materials and mixtures thereof.
The term “shaking device” refers to any type of device capable of thoroughly mixing a blood product such as a platelet concentrate. The device may have a timed device that can limit mixing to a specific period.
The term “sintering medium” refers to a structure formed by applying heat and pressure to a porous plastic (eg, including a powdered thermoplastic polymer). Porous plastic mixes a relatively low melting polymer powder and heats it so that the plastic particles are partially fused, but still pass through the fluid into the porous mass. It can be prepared by giving. Sintered adsorbent media can be similarly prepared by blending carbon or other high melting or non-melting adsorbent particles into a low melting powder and heating. Methods for producing porous plastic materials are described in US Pat. Nos. 3,975,481, 4,110,391, 4,460,530, 4,880,843 and 4,925,880. These are incorporated herein by reference. This process results in coalescence of the powder particles, resulting in the formation of a porous solid structure. The sintering media can be formed into various shapes by placing the polymer powder in a molding tool during the sintering process. The adsorbent particles can be introduced into the sintering medium by mixing the adsorbent particles with the powdered thermoplastic polymer prior to being subjected to the sintering process.
The term “stabilizer” refers to a compound or composition that can optimize the adsorption capacity of a particular resin. Generally speaking, acceptable stabilizers are soluble in water and ethanol (or other wetting agents), are non-volatile compared to water and ethanol, and are safe to be infused in small amounts. Should be. Examples of stabilizers include, but are not limited to, glycerol and low molecular weight PEG. A “wetting agent” can be distinguished from a “stabilizing agent” in that it is thought to reopen the adsorbent pores of a non-high cross-linked resin (ie, a non-macronet resin). Wetting agents generally do not prevent pores from collapsing under dry conditions, while stabilizers prevent. A general discussion of wetting and wetting agents is described in Pall et al. US Pat. No. 5,501,795, which is incorporated herein by reference.
The phrase “substantially maintain the desired biological activity of the blood product” substantially maintains the properties of the blood product that are believed to indicate the potential performance of the product in a therapeutic setting. Say. For example, if red blood cells are involved, in red blood cells treated by the methods described herein, ATP levels, extracellular potassium leakage,% hemolysis are substantially maintained compared to untreated samples. In vivo activity is not destroyed or significantly reduced. For example, the change in ATP level between treated and untreated red blood cells can be less than about 10%. After storage, the change in hemolysis between treated and untreated red blood cells can be less than about 1%, preferably less than about 0.8%. The change in extracellular potassium leakage between treated and untreated erythrocytes can be less than about 15%. In the case of plasma, when processed by the methods described herein, the level of clotting factors, such as Factor I, II, V, VII, X, Factor XI, or PT, when processed by the methods described herein. And if changes in PTT time are substantially maintained compared to untreated samples, in vivo activity is not destroyed or significantly reduced. For example, the change in the level of clotting factors such as Factor I, II, V, VII, X, Factor XI between treated and untreated plasma can be less than about 20%. Preferably less than about 10%. The change in PT and PTT time of treated plasma compared to untreated plasma is, for example, less than about 3 seconds and greater than 1 second; preferably 1.5 seconds. Where platelets are involved, erythrocytes treated by the methods described herein may have, for example, platelet yield, pH, aggregation response, shape change, GMP-140, morphology, or hypotonic shock response. If maintained substantially compared to the untreated sample, in vivo activity is not destroyed or significantly reduced. Furthermore, the phrase substantially maintained for each of the properties associated with the described blood product is also intended to encompass values acceptable to those skilled in the art, such as values described in the literature. . References include, for example, Klein H.G., Ed., Standards for Blood Banks and Transfusion Services 17th edition, Bethesda, MD: American Association of Blood Banks, 1996, which is incorporated herein by reference.
The term “thiazine dye” encompasses dyes that contain a sulfur atom in one or more rings. The most common thiazine dye is methylene blue [3,7-bis (dimethylamino) -phenothiazine-5-ium chloride]. Other thiazine dyes include, but are not limited to, Azure A, Azure C and Thionine, as described in Schinazi US Pat. No. 5,571,666.
The term “xanthene dye” refers to a dye that is a derivative of the compound xanthene. Xanthene dyes can fall into one of three main categories: i) fluorene or aminoxanthene, ii) rhodol or aminohydroxyxanthene, and iii) fluorone or hydroxyxanthene. Examples of xanthene dyes intended for use in the present invention include rose bengal and eosin Y. These dyes can be obtained commercially from a number of sources (eg, Sigma Chemical Co., St. Louis. MI) and are described, for example, in Schinazi US Pat. No. 5,571,666. This is incorporated herein by reference.
Adsorbent particles
Adsorbent particles useful in devices that substantially maintain the desired biological activity of the blood product while reducing the concentration of small organic compounds in the blood product are provided.
The adsorbent particles can be any regular or irregular shape suitable for incorporation into the inert matrix, but are preferably approximately spherical. When the IAD is used with a flow device, the particles are greater than about 10 μm in diameter; preferably the particles are between about 10 μm and about 200 μm in diameter; more preferably the particles are between about 10 μm and about 100 μm in diameter. Most preferably, the particles are between about 10 μm and about 50 μm in diameter. When the IAD is used with a batch device, the particles are larger than about 300 μm in diameter and smaller than about 1200 μm in diameter; preferably the particles are between about 300 μm in diameter and about 1200 μm in diameter.
High surface area is characteristic of the particles. Preferably, the particles have a surface area of about 750 m.2/ g and about 3000m2between / g. More preferably, the particles have a surface area of about 1000 m.2/ g and about 3000m2between / g. Most preferably, the particles have a surface area of about 1750 m.2/ g and about 3000m2between / g.
Adsorbent particles suitable for use in the devices of the present invention are any adsorbent particles on which small organic molecules adsorb as long as the material does not substantially adversely affect the biological activity of the fluid when contacted. It can be a substance. The adsorbent particles can be made from materials such as, for example, activated carbon, hydrophobic resin, or ion exchange resin.
In one preferred embodiment, the adsorbent particles are activated carbon derived from natural or synthetic sources. Preferably, the activated carbon is derived from a synthesis source. Non-limiting examples of activated carbon include: Picatiff Medicinal (available from PICA USA Inc. (Columbus, OH)), Norit ROX 0.8 (available from Norit Americas, Inc. (Atlanta, GA)), Ambersorb 572 (which is available from Rohm & Haas (Philadelphia, PA)) and G-277 (which is available from PICA (Columbus, OH)).
In one preferred embodiment, the particles are Norit A Supra (available from Norit Americas, Inc. (Atlanta, GA)). Norit A Supra is a USP grade activated carbon that is formed by steam activation of lignite. This activated carbon has a very high total surface area (2000m2/ g), and its properties are very microporous.
In other preferred embodiments, the particles can be hydrophobic resins. Non-limiting examples of hydrophobic resins include the following polyaromatic adsorbents: Amberlite▲ R ▼Adsorbent (e.g. Amberlite▲ R ▼XAD-2, XAD-4, and XAD-16) (available from Rohm & Haas (Philadelphia, PA)); Amberchrom▲ R ▼Adsorbent (available from Toso Haas (TosoHass, Montgomeryville, PA)); Diaion▲ R ▼// Sepabeads▲ R ▼Adsorbent (e.g. Diaion▲ R ▼HP20) (available from Mitsubishi Chemical America, Inc. (White Plains, NY)); Hypersol-Macronet▲ R ▼Sorbent Resins (e.g. Hypersol-Macronet▲ R ▼Solvent Resins MN-200, MN-150 and MN-400) (available from Purolite (Bala Cynwyd, PA); and Dowex▲ R ▼Adsorbents (e.g. Dowex▲ R ▼XUS-40323, XUS-43493, and XUS-40285) (available from Dow Chemical Company (Midland, MI)).
Preferred particles are hydrophobic resins that are polyaromatic adsorbents containing highly crosslinked polystyrene networks, such as Dowex▲ R ▼XUS-43493 (Optipore▲ R ▼Commercially known as L493 or V493) and Purolite MN-200.
Higher order cross-linked polystyrene network, eg Dowex▲ R ▼XUS-43493 and Purolite MN-200 are nonionic macroporous and macroreticular resins. Nonionic macroreticular and macroporous Dowex▲ R ▼XUS-43493 has high affinity for psoralen (including, for example, 4 '-(4-amino-2-oxa) butyl-4,5', 8-trimethylpsoralen) and excellent wetting Has characteristics. The phrase “excellent wetting properties” refers to a wetting agent prior to contacting a dry (ie substantially anhydrous) adsorbent with a blood product so that the adsorbent effectively reduces the concentration of small organic compounds from the blood product. This means that it is not necessary to wet with (eg ethanol).
Higher order cross-linked polystyrene network, eg Dowex▲ R ▼XUS-43493 and Purolite MN-200 are preferably in the form of spherical particles having a diameter ranging from about 100 μm to about 1200 μm. For flow devices, the particles have a diameter in the range of about 10 to about 100 μm. For batch devices, the particles have a diameter in the range of about 100 to about 1200 μm. Adsorbent particles (e.g. Dowex▲ R ▼XUS-43493) preferably have a very high internal surface area and relatively small pores (eg 46 Å). The internal surface area of the particles is about 300 to about 1100m2/ g; preferably 1100 m2Can be / g. The pore size of the particles can be greater than 25 cm and less than 800 mm; preferably from about 25 mm to about 150 mm; most preferably from about 25 mm to about 50 mm. Although the present invention is not intended to limit the mechanism by which the reduction of small organic compounds occurs, it is believed that hydrophobic interactions are the main mechanism of adsorption. Its porous nature provides selectivity to the adsorption process by bringing small molecules closer to a larger percentage of the surface area compared to larger molecules (ie proteins) and cells. Purolite▲ R ▼Dowex▲ R ▼It has many properties similar to XUS-43493 (eg, high affinity for psoralen and excellent wetting properties) and is also a preferred adsorbent particle.
Polystyrene particles can be classified as i) conventional networks and ii) higher order cross-linked networks based on their synthesis mechanism and physical and functional characteristics. Preferred adsorbents have high surface area, have non-disintegrating pores, do not require wetting, and have very low levels of small and foreign particles (e.g., dust) due to materials containing red blood cells or platelets. , Fibers, non-adsorbent particles, and unidentified particles). For batch devices, the small particles are preferably less than 30 μm in diameter. For flow devices, the small particles are preferably less than 5 μm in diameter. In addition, preferred adsorbents have low levels of extractable residual monomers, crosslinkers and other organic extractables.
Conventional networks are primarily styrene-divinylbenzene copolymers, where divinylbenzene (DVB) serves as a crosslinker (ie, a reagent that links linear polystyrene chains together). These polymer networks include “gel-type” polymers. Gel type polymer is a uniform non-porous styrene-DVB copolymer and is obtained by copolymerization of monomers. Macroporous adsorbents represent a second class of conventional networks. These are obtained by copolymerizing the monomers in the presence of a diluent, which precipitates the polystyrene chains on which the diluent grows. The polystyrene network formed by this procedure has a relatively large internal surface area (up to several hundred square meters per gram of polymer); Amberlite▲ R ▼XAD-4 is produced by such a procedure.
In contrast to the conventional networks described above, preferred adsorbents of the present invention (e.g., Dowex▲ R ▼XUS-43493) is a high-order cross-linking network. These networks are produced by crosslinking linear polystyrene chains with a bifunctional reagent either in solution or in a swollen state; preferred bifunctional reagents result in conformationally limited crosslinking, which Is believed to prevent the pores from collapsing when the adsorbent is in a substantially anhydrous (ie, “dry”) state.
Higher-order bridge networks are thought to have three main characteristics that distinguish them from traditional networks. First, the density of polymer chains is low because the crosslinks that hold the polystyrene chains are distant. As a result, the adsorbent generally has a relatively large porous surface area and porous diameter. Second, the network can swell; that is, when the polymer phase comes into contact with organic molecules, the volume of the polymer phase increases. Finally, higher order crosslinked polymers are “strained” when dry; that is, the rigidity of the network in the dry state prevents chain-chain attraction. However, when the adsorbent is moistened, the tension is relaxed, which increases the network's ability to swell in the liquid medium. Davankov and Tsyurupa, Reactive Polymers 13: 27-42 (1990); Tsyurupa et al., Reactive Polymers 25: 69-78 (1995), which is incorporated herein by reference.
Several crosslinkers have been successfully used to generate crosslinks between polystyrene chains, including p-xylene dichloride (XDC), monochlorodimethyl ether (MCDE), 1,4-bis-chloromethyldiphenyl ( CMDP), 4,4'-bis- (chloromethyl) biphenyl (CMB), dimethyl formal (DMF), p, p'-bis-chloromethyl-1,4-diphenylbutane (DPB), and tris- (chloro Methyl) -mesitylene (CMM) is included. Crosslinks are formed between polystyrene chains by reacting one of these crosslinkers with a styrene phenyl ring by a Friedel-Crafts reaction. Thus, the resulting cross-links link styrene phenol rings present on two different polystyrene chains. See, for example, US Pat. No. 3,729,457. This is incorporated herein by reference.
Crosslinking is particularly important as it generally eliminates the need for “wetting” agents. That is, cross-linking prevents pores from collapsing when the adsorbent is in an essentially anhydrous (ie, “dry”) state, and therefore “reopens” with a wetting agent before contacting the adsorbent with the blood product. There is no need to do. In order to prevent the pores from collapsing, conformationally restricted crosslinks should be formed. Some bifunctional reagents such as DPB usually do not give limited conformation; for example, DPB contains four consecutive methylene units, which are subject to conformational rearrangement. Therefore, DPB is not a suitable bifunctional reagent for use in the present invention.
Some of the structure-related properties of the above adsorbent particles are summarized in Table A.
The adsorbent particles can be further processed to remove fine particles, salts, potential extractables, and endotoxins. Removal of these extractable components is typically accomplished by treatment with either organic solvents, vapors, or supercritical fluids. Preferably the particles are sterilized.
Some companies currently sell “cleaned” (ie treated) types of commercially available adsorbent particles. In addition to treating adsorbent particles (eg resin), these companies are testing adsorbents, and the final adsorbent is sterile (USP XXI), no pyrogen (LAL), and detectable extractable Proven without substance (DVB and total organics).
Heat treatment (eg steam) is an effective method for the treatment of adsorbent particles. F. Rodriguez, Principles Of Polymer Systems, (Hemisphere Publishing Corp.), pages 449-53 (3rd edition, 1989). Supelco, Inc. (Bellefonte, PA) is using Dowex using a non-solvent thermal proprietary process▲ R ▼XUS-43493 and Amberlite adsorbent are being cleaned. The main advantage of using steam is that no potential extractables are added to the adsorbent. However, one major disadvantage is that this process takes water from the pores of the resin beads; for some adsorbents to perform effectively, the beads must be re-contacted before contacting the irradiated blood product. It is necessary to wet.
One advantage of the cleaned / treated adsorbent is that particles with a diameter of less than 30 μm are at a very low level. Adsorbent treated by Supelco (Dowex▲ R ▼XUS-43493 and Amberlite▲ R ▼A preliminary test for XAD-16) was performed to determine the particle count. The results of these tests indicated that there were no foreign particles (eg, dust, fibers, non-adsorbent particles, and unidentified particles) and essentially no fine particles (<30 μm).
Use of wetting agents and stabilizers with adsorbent resins
Amberlite that loses some of its adsorption capacity under certain conditions (e.g. drying)▲ R ▼Methods for preventing particle drying and loss of adsorption capacity such as can be used.
In one method, the particles, materials or devices can be manufactured in a sealed, non-dryable wet state. This method has several serious drawbacks. The shelf life of the product can be reduced as the level of extractables from the substance increases over time. Sterilization can be limited to a steam process. This is because gamma irradiation of wet polymers is typically not performed. Manufacturing devices that require components to be kept wet is generally more difficult than manufacturing drying devices; for example, if there is a long time lag between device assembly and end point sterilization, Concerns about bioburden and endotoxins may arise.
A second way to prevent loss of adsorption capacity involves the use of adsorbents that are not adversely affected by drying. As mentioned earlier, macroreticular adsorbents with a highly crosslinked porous structure (e.g. Dowex▲ R ▼XUS-43493 and Purolite▲ R ▼MN-200) generally does not require a wetting agent. This is because cross-linking prevents pore collapse. Amberlite▲ R ▼Unlike XAD-16, these macroreticular adsorbents retain a very high percentage of their initial activity when dried.
In the third method, the loss of adsorption capacity during drying is Amberlite▲ R ▼XAD-16 and related adsorbents (e.g. Amberlite▲ R ▼XAD-4) can be prevented by hydrating in the presence of a non-volatile wetting agent. For example, Amberlite▲ R ▼When XAD-16 is used as the adsorbent, the adsorbent beads can be partially dried during handling, sterilization, and storage prior to use. When the water content of these adsorbents falls below a critical level, a rapid loss of adsorption capacity occurs (possibly due to “collapse” of the pores); therefore, for optimal efficiency, the pores must be Must be “reopened” with a wetting agent.
Stabilizers are effective in maintaining the adsorption capacity near its maximum when certain adsorbent resins are exposed to dry conditions. The use of a stabilizer is considered to act to prevent the pores of the adsorbent from collapsing.
Acceptable stabilizers should be soluble in water and ethanol, non-volatile compared to ethanol and water, and safe to be infused in small amounts. Glycerol and low molecular weight polyethylene glycols (eg PEG-200 and PEG-400) are examples of stabilizers having these properties. Glycerol has a clear history of blood compatibility. This is often added to blood as a cryopreservative in the cryopreservation of erythrocyte preparations. See, eg, Chaplin et al., Transfusion 26: 341-45 (1986); Valeri et al., Am. J. Vet. Res. 42 (9) 1590-94 (1981). Solutions containing up to 1% glycerol are routinely infused and glycerol solutions are commercially available (eg, Glyerolite 57 solution, Fenwal Laboratories, Deerfield, IL). Amberlite▲ R ▼Adsorbent beads such as XAD-16 can be stabilized in ethanol and glycerol.
Low molecular weight polyethylene glycols are commonly used as drug bases and can also be used as stabilizers. PEG is a liquid and solid polymer, and the general chemical formula is H (OCH2CH2)nOH, where n is 4 or greater. PEG formulations are usually followed by a number corresponding to their average molecular weight; for example, PEG-200 has a molecular weight of 200 and a molecular weight range of 190-210. PEG is commercially available in many formulations (eg, Carbowax, Poly-G, and Solbase).
Inert matrix for particle immobilization
The adsorbent particles are immobilized with an inert matrix. The inert matrix can be made of a synthetic or natural polymer. For example, the inert matrix is a synthetic or natural polymer fiber, such as a fiber network. The inert matrix can be a sintered polymer. The inert matrix, like the other components of the device, is preferably biocompatible and does not substantially adversely affect the biological activity of the substance upon contact.
Most preferably, the synthetic fibers are polyethylene fibers (Air Quality Filtration (AQF), a division of Hoechst Celanese (Charlotte, N.C.)). Other preferred examples of synthetic fibers are polyolefin, polyester or polyamide fibers. Other exemplary synthetic fibers include polypropylene, polyvinyl alcohol, and polysulfone fibers.
In a preferred embodiment, the synthetic polymer fiber comprises a high melting point first polymer core surrounded by a low melting point sheath. The polymer core may be a (polyethylene polyester terephthalate) core. The sheath can be a nylon sheath or a modified polyester sheath. Fibers are commercially available from Unitika (Osaka, Japan) and Hoechst Trevira GmbH & Co. (Augsberg, Germany).
Exemplary natural polymer fibers include cellulosic fibers from various raw materials such as jute, kozu, kraft, and manila hemp. Filters are made as described in US Pat. Nos. 4,559,145 and 5,639,376 using a network of synthetic or natural polymer fibers. These are incorporated herein by reference.
Synthetic polymers suitable for the construction of sintered particles are high density polyethylene, ultra high molecular weight polyethylene, polypropylene, polyvinyl fluoride, polytetrafluoroethylene,
Fibers without adsorbent particles are also contemplated by the present invention. Such fibers preferably include large porous adsorption surface areas or other adsorption means that facilitate the reduction of the concentration of small organic compounds.
Particle immobilization
In one embodiment, the adsorbent particles are immobilized by an inert matrix to produce an adsorption medium for reducing the concentration of small organic compounds in the material. The inert matrix can be a three-dimensional network comprising a synthetic or natural polymer fiber network with adsorbent particles immobilized therein.
Preferably, the adsorption medium contains small porous adsorbent particles having a highly porous structure and a very large internal surface area, as described above, fixed by an inert matrix. Preferably, when the biological material is contacted with the adsorption medium, the adsorption medium does not substantially adversely affect the biological activity or other properties of the material.
Techniques for immobilizing adsorbent beads to a fiber network to construct an air filter are described in US Pat. No. 5,486,410 and US Pat. No. 5,605,746, which are hereby incorporated by reference. As shown in FIG. 1, the
The present invention also contemplates the use of an adhesive (eg, a binder) to secure the adsorbent resin to the fiber. In addition, while it is preferred that the adsorbent beads are chemically attached to the fiber network, the beads may also be physically captured within the fiber network: this may, for example, hold the beads in place. Can be achieved by surrounding the beads with enough fibers.
Other ways in which the adsorbent particles can be secured to the fiber network are also contemplated. The particles are obtained using a dry-laid process, as described in U.S. Pat.Nos. 5,605,746 and 5,486,410 (AQF patents), which are incorporated herein by reference. Can be fixed. The particles can be fixed using a wet-laid process, as described in US Pat. Nos. 4,559,145 and 4,309,247, which are incorporated herein by reference. The particles can be fixed using a melt-blown process, as described in US Pat. No. 5,616,254, which is incorporated herein by reference. When using a wet application to build the matrix from natural polymer fibers, the inert matrix preferably includes a binder for bonding the adsorbent particles to the fibers. Non-limiting examples of binders include melamine, polyamine, and polyamide. Typically, the matrix contains 1% or less of such a binder.
When the inert matrix is constructed from synthetic polymer particles sintered with adsorbent particles, it is important that the adsorbent particles have a higher melting temperature than the matrix.
Preferably, the resulting adsorption medium contains a known amount of adsorbent per range. For batch equipment, the adsorbent per range is about 100 g / m2~ 500g / m2Preferably about 250 g / m2~ 350g / m2It is. For flow devices, the adsorbent per area is about 300 g / m2~ About 1100g / m2Preferably about 500 g / m2~ 700g / m2It is. Thus, an appropriate amount of adsorbent intended for a particular purpose can be measured by simply cutting a predetermined range of fibrous resin (ie, not weighing the fibrous resin).
Preferably, the adsorption medium is biocompatible (ie, does not cause a toxic, harmful, or immune response); has minimal impact on the properties of materials such as blood products (eg, platelets and clotting factors). Do not give; and do not associate with toxic extractables. The adsorbent particles fixed in the adsorption medium preferably have high mechanical stability (ie do not generate fine particles). Adsorption media for batch equipment is about 100-500 g / m2At a load of about 25-85% by weight adsorbent, preferably about 50-80% by weight adsorbent, more preferably about 250-350 g / m.2Containing about 50-80% by weight of adsorbent at a load of.
The adsorption medium for the flow device contains about 20-70% by weight adsorbent, preferably about 30-50% by weight adsorbent. When a fibrous matrix is used, preferably the adsorption medium contains about 30% by weight adsorbent particles. When a sintered particle matrix is used with pulverized polymerizable adsorbent particles, preferably the adsorption medium contains about 50% by weight adsorbent particles.
Adsorbent particle coating
The surface blood compatibility of the particles, matrix, or adsorption medium can be improved by coating their surface with a hydrophilic polymer. Examples of hydrophilic polymers include poly (2-hydroxyethyl methacrylate) (pHEMA) (which is available, for example, from Scientific Polymer Products, Inc. (Ontario, NY)), and cellulose-based polymers such as ethyl cellulose. (This is available from Dow Chemical (Midland, MI)). See, for example, Andrade et al., Trans. Amer. Soc. Artif. Int. Organs XVII: 222-28 (1971). Other examples of coatings include polyethylene glycol and polyethylene oxide, which are also available from Scientific Polymer Products, Inc. The polymer coating can enhance blood compatibility and reduce the risk of small particle formation due to mechanical failure.
The adsorbent surface can also be modified with immobilized heparin. In addition, strong anion exchange polystyrene divinylbenzene adsorbents can be modified via heparin adsorption. Heparin, a polyanion, adsorbs very strongly on the surface of an adsorbent having strong anion exchange characteristics. Various quaternary amine modified polystyrene divinylbenzene adsorbents are commercially available.
The coating can be applied in a number of different ways, including high frequency glow discharge polymerization as described in US Pat. No. 5,455,040 (which is incorporated herein by reference), and the Wurster coating process (International Processing Corp. (Performed by Winchester, KY).
In one embodiment, the Wurster coating process causes the adsorbent particles to float in the chamber (generally via air pressure) so that a hydrophilic polymer (eg, pHEMA) can be sprayed uniformly over the entire surface of the adsorbent particles. Can be applied. As illustrated in Example 3, Dowex uniformly sprayed with pHEMA▲ R ▼XUS-43493 demonstrated a dramatic effect in increasing platelet yield as well as changes in platelet shape with increasing amount of coating. The Wurster coating process has been found to selectively coat the outer surface of the adsorbent surface, leaving the inner pore surface almost unchanged.
In a preferred embodiment, the coating can be applied by impregnating a hydrophilic polymer with a fixed adsorption medium (see Example 3). This process is simpler and less expensive than spraying the adsorbent particles with a hydrophilic polymer.
The process is not limited to a process that applies a coating of an adsorbent medium in any particular case. For example, in one embodiment, the pHEMA coating is applied after production of the adsorption medium but before heat sealing of the adsorption medium. In another embodiment, the adsorption medium is first heat sealed and then a pHEMA coating is applied. In addition to the adsorption media coating, a rinsing process with pHEMA application plays a role in removing unfixed particles and fibers.
As the amount of coating increases, it becomes more difficult for some small organic compounds to reach the particle surface through the coating, resulting in a decrease in adsorption rate. Thus, as the amount of coating increases, the amount of adsorbent must generally be increased and used to achieve the same removal rate as the coated adsorbent. In one embodiment, the optimal level of pHEMA coating is the minimal coating (0.1-0.5%) at which a protective effect on platelet yield and in vitro platelet function is observed.
The coating can be sensitive to sterilization. For example, gamma sterilization can cause crosslinking and / or cutting of the coating. Thus, the type of sterilization treatment (electron vs. gamma irradiation) and dose can affect the nature of the coated adsorbent. In general, electron beam sterilization is preferred.
apparatus
A device is provided for reducing the concentration of small organic compounds from materials such as blood products. The device can be, for example, a flow device or a batch device. An example of a flow and batch apparatus is shown in FIG. Flow and batch devices are known in the literature and are described, for example, in PCT Publication No. WO 96/40857, which is hereby incorporated by reference.
The batch device of the present invention includes a container, such as a blood bag, containing an adsorbent medium containing fixed particles. In one embodiment, the blood product is added to a blood bag containing an adsorbent medium and the bag is shaken for a specified time.
For example, in one embodiment, an adsorption medium (e.g., immobilized Dowex▲ R ▼XUS-43493) is placed inside a blood product container (e.g., PL 146 plastic container (Baxter Healthcare Corp. (Deerfield, IL))), a platelet shaker (Helmer Laboratories (Novesvill, IN)) Laboratories (Novesvill, IN)) for about 24 hours at room temperature and stored under various temperature conditions. The size of the blood product container can be about 600 to about 1000 mL. The storage temperature can be from about 4 ° C to about 22 ° C.
Methods can be used to reduce the presence of adsorbent particles that can come apart from the adsorbent medium.
The present invention contemplates a batch apparatus that includes a fixed adsorbent medium held in a container such as a mesh bag / pouch. The mesh / pouch can be composed of a woven, non-woven, or membrane enclosure. In one embodiment, the woven mesh pouch may be composed of pharmaceutical grade polyester or nylon. A preferred embodiment is polyester. Commercially available membranes include, but are not limited to:
The flow device may reduce the concentration of small organic compounds from materials such as blood products by perfusing the blood product through the flow device.
Where the device is a flow device, preferably the adsorption medium is about 3-30 mm thick to facilitate uniform flow of biological fluid without substantial pressure drop. Preferably, the medium is about 3-15 mm thick. More preferably, the media is about 5-8 mm thick. If the device is a batch device, the adsorption medium can be about 2-30 mm thick. Preferably, the medium is about 2-10 mm thick.
Preferred embodiments for platelets
Preferably, a batch or flow device is provided for reducing the concentration of small organic compounds in a material comprising platelets while substantially maintaining the biological activity of the platelets. A batch apparatus is preferred. The adsorption medium includes adsorbent particles fixed by an inert matrix. Preferred particles are highly porous and about 750 m2Have a surface area greater than / g.
Particularly preferred particles are hypercrosslinked polystyrene networks (e.g. Dowex▲ R ▼XUS-43493 or Purolite MN-200). Preferred inert matrices include synthetic or natural polymer fibers. In a preferred embodiment, the inert matrix comprises synthetic polymer fibers comprising a first polymer core having a high melting temperature covered with a sheath having a lower melting temperature. The polymer core can be a polyethylene terephthalate core. The sheath can be a nylon sheath or a modified polyester sheath. Staple fibers are commercially available from Unitika (Osaka, Japan) and Hoechst Trevira.
In one embodiment, the batch device includes an adsorption medium, a particle retention device (eg, a woven mesh, non-woven material, or membrane), and a housing (eg, a blood storage container).
Examples of small organic compounds that are reduced by the devices, materials, and methods of the present invention are psoralens, psoralen derivatives, isopsoralens, psoralen photoactivation products, acridines, and acridine derivatives.
Typically, platelets are used within 3 days of donation, but can be stored at room temperature for up to 5 days, thus keeping the platelets in contact with the adsorption medium for the entire storage period. It is advantageous. Preferably, the procedure results in an acceptable platelet yield (eg, less than 10% loss). One method contemplated by the present invention allows for extended storage by improving the blood compatibility of the adsorbent surface.
The use of an adsorbent medium comprising adsorbent particles immobilized by an inert matrix can reduce the concentration of small organic compounds without substantial loss of platelet count. The phrase “without substantial loss” means a loss of platelet count of less than about 10%, preferably less than about 5% over a period of 1 day, more preferably a period of 5 days. Furthermore, the time that platelets can contact the adsorption medium without substantial loss of platelet count is longer than the length of time that platelets can contact the adsorbent particles alone. Particle immobilization unexpectedly allows for both increased contact time and reduced platelet count loss. Typically, platelets are unable to come into contact with non-immobilized adsorbent particles for longer than about 20 hours without significant loss of platelet count (eg, about 80% yield). In contrast, platelets can be contacted with an adsorbent medium comprising adsorbent particles immobilized by an inert matrix for longer than 20 hours (eg, about 1-5 days) without substantial loss of platelet count.
In addition, in vitro platelet function (eg, shape change, GNP-140, pH) improves over time for platelets stored in the presence of adsorption media compared to storage of platelets without adsorption media. Has been. Platelets stored in the presence of an adsorption medium can have a pH greater than about 6 and less than about 7.5.
Preferred embodiments for plasma
Preferably, a batch or flow device is provided for reducing the concentration of small organic compounds in a material comprising plasma, while substantially maintaining the biological activity of the plasma. A flow device is preferred. The adsorption medium includes adsorbent particles fixed by an inert matrix. Preferred particles are highly porous and about 750 m2Have a surface area greater than / g.
A particularly preferred particle is Norit A Supra, which is available from Norit Americas, Inc. (Atlanta, GA). Norit A Supra is a USP grade activated carbon formed by steam activation of lignite. This activated carbon has a very high total surface area (2000m2/ G) and is essentially microporous.
Further, the particles may be selected from any of the following particles, wherein the particles preferably have a size ranging from 10 μm to 100 μm in diameter, either by direct grinding synthesis or some other means. And activated carbon: eg Picactif Medicinal (Pica USA, Columbus, OH), synthetic carbonaceous adsorbents; eg Ambersorb 572 (Rohm and Haas, Philadelphia, PA), hydrophobic resins; eg Amberlite adsorbents (eg , Amberlite▲ R ▼XAD-2, XAD-4, and XAD-16), available from Rohm and Haas (Philadelphia, PA); Amberchrom▲ R ▼Adsorbent, available from Toso Haas (TosoHass, Montgomeryville, PA); Diaion ▲ R // Sepabeads▲ R ▼Adsorbent (e.g. Diaion▲ R ▼HP20), available from Mitsubishi Chemical America, Inc. (White Plains, NY); Hypersol-Macronet▲ R ▼ Sorbent Resin (e.g. Hypersol-Macronet▲ R ▼ Sorbent Resin MN-150 and MN-400), available from Purolite (Bala Cynwyd, PA); and Dowex▲ R ▼ Adsorbent (e.g. Dowex▲ R ▼XUS-40323, XUS-43493, and XUS-40285), available from Dow Chemical Company (Midland, MI).
The inert matrix can be a synthetic or natural polymer fiber. In a preferred embodiment, the inert matrix is sintered particles or cellulose.
Examples of small organic compounds that are reduced by the devices, materials, and methods of the present invention are psoralens, psoralen derivatives, isopsoralens, psoralen photoactivation products, methylene blue, phenothiazines, acridines.
Where the biological fluid containing the small molecule concentration to be reduced is plasma, the device is preferably a flow device that maintains a sufficient level of clotting activity. Measurement of clotting activity includes prothrombin time, activated partial thromboplastin time, and functional measurements of clotting factors I, II, V, VII, VIII, IX, X, XI, and XII. A sufficient functional measurement of clotting factor activity is established for each laboratory conducting this type of test, in the case of clotting time, at a level that is greater than 80% of the level prior to passage through the device. It is within the normal range. Preferred measures of clotting activity include PT and PTT, which are a measure of the overall plasma clotting ability, and factors I, II, V, VII, X, XI, and XII, which are generally factors that are not replaced with recombinant proteins. It is preferred that a level higher than 90% of the clotting activity of these factors is retained compared to the level prior to passing through the device, and that there is a change of less than about 1.5 seconds in PT and PTT.
In one embodiment, the flow device can include an adsorption medium and a housing. The housing promotes a uniform flow of plasma to facilitate good media utilization, and it allows the plasma to push air above it, thereby adsorbing with the plasma Remove bubbles that reduce media utilization by reducing the contact area between the media. The housing can be flat or have a substantial depth to accommodate a non-flat adsorption or particle retention medium (eg, a cylindrical adsorption medium). In a preferred embodiment, the housing is flat. The housing has an inlet and an outlet at various locations (eg, top inlet / top outlet, or lower inlet / lower outlet). In a preferred embodiment, the outlet is at the bottom to promote good drainage and the inlet is at the top to facilitate media utilization.
In another embodiment, the flow device includes an adsorption medium and the housing can also include a particle retention medium. In a preferred embodiment, the apparatus includes a particle retention medium downstream of the adsorption medium to retain particles falling from the adsorption medium while maintaining a high liquid flow rate and high protein recovery. The particle retention medium can be a membrane, a dry or wet application matrix of fibers, a sintered polymer matrix, a woven material, a non-woven material (non-woven polyester), or combinations thereof.
The device housing holds the particle holding medium in a generally parallel orientation downstream of the adsorption medium. (US Pat. No. 5,660,731, which is incorporated herein by reference and discloses an embodiment of a filter housing.) The housing may be any suitable material that does not substantially adversely affect the biological activity of the liquid. Can be constructed from a rigid and impermeable material. Preferably, the housing is constructed from a synthetic polymer. Non-limiting examples of such polymers include polyacrylic acid, polyethylene, polypropylene, polystyrene, and polycarbonate plastic.
If the device is a flow device, the adsorption medium comprising particles immobilized by an inert matrix has a thickness of about 3-30 mm to facilitate a uniform flow of biological fluid without substantial pressure drop. Should be. Preferably, the medium is about 3-15 mm thick. More preferably, the media is about 5-8 mm thick.
If the device is a flow device, gravity flow is preferred. More preferably, the device is a gravity flow device constructed to allow a flow rate of 10-80 mL / min with a differential pressure of 12-72 inches of water. More preferably, the device allows a flow rate of 30-60 mL / min with a differential pressure of 24-48 inches of water.
Preferred embodiments for erythrocytes
Preferably, a batch or flow device is provided for reducing the concentration of small organic compounds in a material comprising red blood cells while substantially maintaining the biological activity of the red blood cells. The adsorption medium includes adsorbent particles fixed by an inert matrix. Preferred particles are highly porous and about 750 m2Have a surface area greater than / g.
Preferably, the device is a flow or batch device that substantially maintains the biological activity of red blood cells after decreasing the concentration of small organic compounds. An embodiment of the flow device includes two components: an adsorption medium and a housing, and optionally a particle retention medium. The particle retention medium and housing embodiments are as described above for plasma device embodiments. In another embodiment, the red blood cell device is a batch device that does not substantially adversely affect the biological activity of the liquid upon contact. Embodiments of the batch apparatus include an adsorption medium containing particles fixed by an inert matrix and optionally a particle holding device.
In one embodiment, the particles are activated carbon. Preferably, the activated carbon is derived from a synthetic source. Non-limiting examples of activated carbon include: Picactif Medicinal, which is available from Pica USA (Columbus, OH); Norit ROX 0.8, which is available from Norit Americas Inc. (Atlanta, GA) And G-277, which is available from Pica USA (Columbus, OH).
Where the erythrocyte device is a batch device, preferably the adsorbent is activated carbon derived from a synthetic source such as
In another preferred embodiment, the particles can be a hydrophobic resin. Non-limiting examples of hydrophobic resins include the following polyaromatic adsorbents: Amberlite▲ R ▼Adsorbent (e.g. Amberlite▲ R ▼XAD-2, XAD-4, and XAD-16), available from Rohm and Haas (Philadelphia, PA); Amberchrom▲ R ▼Adsorbent, available from Toso Haas (TosoHass, Montgomeryville, PA); and Diaion ▲ R // Sepabeads▲ R ▼Adsorbent (e.g. Diaion▲ R ▼HP20), Mitsubishi Chemical America, Inc. (White Plains, NY). In a particularly preferred embodiment, the particles are Hypersol-Macronet▲ R ▼ Sorbent Resin (e.g. Hypersol-Macronet▲ R ▼ Sorbent Resin MN-200, MN-150, and MN-400 (available from Purolite (Bala Cynwyd, PA)), or Dowex▲ R ▼ Adsorbent (e.g. Dowex▲ R ▼XUS-43493, and XUS-40285) (available from Dow Chemical Company (Midland, MI)).
Suitable inert matrices include synthetic or natural polymer fibers. In a preferred embodiment, the inert matrix comprises synthetic polymer fibers comprising a first polymer core having a high melting temperature covered by a sheath having a lower melting temperature. The polymer core can be a polyethylene terephthalate or polyester core. The sheath can be a nylon sheath or a modified polyester sheath. Fibers are commercially available from Unitika (Osaka, Japan) and Hoechst Trevira (Augsberg, Germany).
In some embodiments, the adsorption medium is in an enclosure. In one embodiment, the batch apparatus includes an adsorption medium and a housing. In another embodiment, the batch apparatus includes an adsorption medium and the housing can also include a particle retention medium. In a preferred embodiment, the housing contains a blood bag with a volume between 600ml and 1L. The particle retention medium may comprise woven polyester, non-woven polyester, or a membrane enclosure. The batch apparatus is preferably in contact with red blood cells at 4 ° C. or 22 ° C. with shaking for a period of 1-35 days.
The use of an adsorbent medium comprising adsorbent particles immobilized by an inert matrix can reduce the concentration of small organic compounds without substantial loss of red blood cell function. The phrase “without substantial loss” indicates less than about 1% change in hemolysis; preferably, less than about 0.8% change in hemolysis, greater than about 90% recovery of red blood cells; With greater than 80% red blood cell recovery, less than about 10% difference from unequipped control erythrocytes in changes in ATP concentration, and less than about 15% difference from unequipped control erythrocytes in changes in extracellular potassium concentration is there. At 35 days, the change in hemolysis is at least 10%, preferably 20%, and more preferably 50% higher for IAD compared to unfixed particles.
Red blood cell function can be assayed using standard kits. Specifically, hemolysis can be measured by measuring the absorbance at 540 nm of erythrocyte supernatant samples in Drabkin reagent ((Sigma Chemical Company), St. Louis, Mo.). Potassium leakage can be assayed using a Na + / K + analyzer (Ciba-Corning Diagnostics, Medfield, MA). Quantitative enzymatic measurement of ATP in whole red blood cell samples is possible using a standard kit (Sigma Diagnostics, St. Louis, MO) and measuring absorbance at 340 nm compared to a water background.
If the biological fluid to be purified is red blood cells, the device can reduce the concentration of both cyclic and acyclic small organic molecules in the red blood cell sample. Preferably, the device can reduce the concentration of both acridine derivatives and thiols in the red blood cell sample. More preferably, the device can reduce the concentration of both 5-[(β-carboxyethyl) amino] acridine and glutathione in the red blood cell sample. A standard HPLC assay can be used to measure the concentration of 5-[(β-carboxyethyl) amino] acridine and glutathione in red blood cells in contact with the device. The mobile phase of the assay is 10 mM HH in HPLC water.ThreePOFourAnd 10 mM H in acetonitrileThreePOFourIt is. Zorbax SB-CN and YMC ODSAM-303 columns are available from MacMod Analytical, Inc. (Chadds Ford, PA) and YMC, Inc. (Wilmington, NC).
application
The present invention is intended to reduce the concentration of small organic compounds. Small organic compounds include photoactivatable products aminoacridine, organic dyes, and pathogen inactivating agents such as phenothiazine. Examples of pathogen inactivating agents include furocoumarins such as psoralen and acridine. For example, following treatment of a blood product with a pathogen inactivating compound, as described in U.S. Patent Nos. 5,459,030 and 5,559,250 (incorporated herein by reference), a pathogen inactivating compound in the blood product The concentration of can be reduced by contacting the blood product to be treated with the device of the present invention.
In one embodiment, the present invention contemplates a method of pathogen inactivation in solution, where the method comprises: a) in any order, i) a cyclic compound, ii) contaminated with the above-mentioned pathogens. And iii) providing a fibrous resin; b) treating the solution with the cyclic compound to produce a treated solution product, wherein the pathogen is And c) treating the treated solution product described above with the fibrous resin described above, and further maintaining a small amount in the blood product while substantially maintaining the desired biological activity of the blood product. A device for reducing the concentration of the organic compound, the device comprising highly porous adsorbent particles, wherein the adsorbent particles are fixed by an inert matrix.
In addition to the pathogen inactivating compound, its reactive degradation products can be reduced from substances such as blood products prior to infusion, for example.
The materials and devices disclosed herein can be used in apheresis methods. Whole blood can be separated into two or more specific components (eg, red blood cells, plasma, and platelets). The word “apheresis” broadly refers to the procedure by which blood is removed from a donor and separated into various components, the component (s) of interest are collected and retained, and other components are returned to the donor. The donor receives replacement fluid during the reinfusion process and helps to compensate for the volume and pressure loss caused by component removal. The apheresis system is described in PCT Publication No. WO 96/40857, which is incorporated herein by reference.
Small organic compounds
Various sets of small organic compounds can be adsorbed by the apparatus of the present invention. The molecule can be cyclic or acyclic. In one embodiment, the compound is preferably a cyclic compound such as psoralen, acridine, or a dye. In another embodiment, the compound is a thiol.
Non-limiting examples of cyclic compounds include: actinomycin, anthracyclinone, mitomyacin, anthramycin, and organic dyes and photoreactive compounds such as benzodipyrone, fluorene, fluorenone, furocoumarin, Porphyrin, protoporphyrin, purpurin, phthalocyanine, Monostral Fast Blue, Norphillin A, phenanthridine, phenazathionium salt, phenazine, phenothiazine, phenylazide, quinoline, and thixanthenone. Preferably, the compound is furocoumarin or an organic dye. More preferably, the compound is furocoumarin.
Non-limiting examples of furocoumarins include psoralen and psoralen derivatives. Particularly contemplated are linked to 4'-aminomethyl-4,5 ', 8-trimethylpsoralen, 8-methoxypsoralen, halogenated psoralen, isopsoralen, and quaternary amines, sugars, or other nucleic acid binding groups. Psoralen. Also contemplated psoralens are: 5'-bromomethyl-4,4 ', 8-trimethylpsoralen, 4'-bromomethyl-4,5', 8-trimethylpsoralen, 4 '-(4-amino -2-Aza) butyl-4,5 ′, 8-trimethylpsoralen, 4 ′-(4-amino-2-oxa) butyl-4,5 ′, 8-trimethylpsoralen, 4 ′-(2-aminoethyl) -4,5 ', 8-trimethylpsoralen, 4'-(5-amino-2-oxa) pentyl-4,5 ', 8-trimethylpsoralen, 4'-(5-amino-2-aza) pentyl-4 , 5 ', 8-trimethylpsoralen, 4'-(6-amino-2-aza) hexyl-4,5 ', 8-trimethylpsoralen, 4'-(7-amino-2,5-oxa) heptyl-4 , 5 ', 8-trimethylpsoralen, 4'-(12-amino-8-aza-2,5-dioxa) dodecyl-4,5 ', 8-trimethylpsoralen, 4'-(13-amino-2-aza -6,11-dioxa) tridecyl-4,5 ', 8-trimethylpsoralen, 4'-(7-amino-2-aza) heptyl-4,5 ', 8-trimethyl Psoralen, 4 '-(7-amino-2-aza-5-oxa) heptyl-4,5', 8-trimethylpsoralen, 4 '-(9-amino-2,6-diaza) nonyl-4,5' , 8-trimethylpsoralen, 4 '-(8-amino-5-aza-2-oxa) octyl-4,5', 8-trimethylpsoralen, 4 '-(9-amino-5-aza-2-oxa) Nonyl-4,5 ', 8-trimethylpsoralen, 4'-(14-amino-2,6,11-triaza) tetradecyl-4,5 ', 8-trimethylpsoralen, 5'-(4-amino-2- Aza) butyl-4,4 ′, 8-trimethylpsoralen, 5 ′-(6-amino-2-aza) hexyl-4,4 ′, 8-trimethylpsoralen, and 5 ′-(4-amino-2-oxa ) Butyl-4,4 ′, 8-trimethylpsoralen. Preferably, the psoralen is 4 '-(4-amino-2-oxa) butyl-4,5', 8-trimethylpsoralen.
Acridine
Non-limiting examples of acridine include acridine orange, acriflavine, quinacrine, N1, N1-bis (2-hydroxyethyl) -N4- (6-chloro-2-methoxy-9-acridinyl) -1,4-pentane Diamine, 9- (3-hydroxypropyl) aminoacridine, N- (9-acridinyl) glycine, S- (9-acridinyl) -glutathione. In a preferred embodiment, the acridine comprises N- (9-acridinyl) -β-alanine, or so-called 5-[(β-carboxyethyl) amino] acridine.
Pigment
Non-limiting examples of dyes include phenothiazines such as methylene blue, neutral red, toluidine blue, crystal violet, and azure A, and phenothiazones such as methylene violet Bernthsen. Preferably, the dye is methylene blue or toluidine blue. More preferably, the dye is methylene blue.
Other organic compounds
The concentration of various organic compounds can be reduced. Examples of other compounds include quenching compounds. Methods for quenching undesired side reactions of pathogen inactivating compounds that are electrophilic groups or contain functional groups capable of forming electrophilic groups are described in co-filed U.S. patent application, "Pathogen-free in biological systems. Methods for Quenching Activators ”(Docket Number 282173000600, filed Jan. 6, 1998), the disclosure of which is incorporated herein. In this method, a substance such as a blood product is treated with a pathogen inactivating compound and a quencher, wherein the quencher contains a nucleophilic functional group that can react covalently with an electrophilic group. In one embodiment, the pathogen inactivating compound comprises a nucleic acid binding ligand and a functional group (such as a mustard group) that can form an electrophilic group in situ. Examples of quenchers include, but are not limited to, compounds containing nucleophilic groups. Examples of nucleophilic groups include thiol, thioacid, dithioacid, thiocarbamate, dithiocarbamate, amine, phosphate, and thiophosphate groups. The quencher may be or include a nitrogen heterocycle such as pyridine. The quencher can be a phosphate-containing compound such as glucose-6-phosphate. The quencher can also be a thiol-containing compound, including but not limited to: glutathione, cysteine, N-acetylcysteine, mercaptoethanol, dimercaprol, mercaptan, mercaptoethanesulfonic acid, and salts thereof (eg, MESNA), homocysteine, aminoethanethiol, dimethylaminoethanethiol, dithiothreitol, and other thiol-containing compounds. Examples of aromatic thiol compounds include 2-mercaptobenzimidazole sulfonic acid, 2-mercaptonicotinic acid, naphthalene thiol, quinoline thiol, 4-nitro-thiophenol, and thiophenol. Other quenchers include nitrobenzyl pyridine and inorganic nucleophilic molecules (e.g., selenium or organic selenium compounds, thiosulfates, sulfites, sulfides, thiophosphates, pyrophosphates, hydrosulfides, and dithiols). Nitrite). The quencher can be a peptide compound containing a nucleophilic group. For example, the quencher may be a cysteine-containing compound, for example a dipeptide such as GlyCys, or a tripeptide such as glutathione.
Other organic compounds may include thiols such as methyl thioglycolate, thiolactic acid, thiophenol, 2-mercaptopyridine, 3-mercapto-2-butanol, 2-mercaptobenzothiazole, thiosalicylic acid, and thioctic acid.
Example
The following examples are provided to illustrate certain preferred embodiments and aspects of the invention and should not be construed as limiting their scope.
In the following experimental disclosures, the following abbreviations are used: eq (equivalent); M (molar); μM (micromolar); N (normal); mol (molar); mmol (molar); ); Nmol (nanomol); g (gram); mg (milligram); μg (microgram); Kg (kilogram); L (liter); mL (milliliter); μL (microliter); cm (centimeter); mm (millimeters); μm (micrometers); nm (nanometers); min. (minutes); s and sec. (seconds); J (joules or watt seconds); ° C (degrees Celsius); TLC (thin layer) Chromatography); HPLC (high performance liquid chromatography); pHEMA and p (HEMA) (poly [2-hydroxyethyl methacrylate]); PC (platelet concentration); PT (prothrombin time); aPTT (activated partial thromboplastin time); TT (thrombin time); HSR (hypoosmotic shock response); FDA (US Food and Drug Administration); GM P (excellent manufacturing rules); DMF (drug ledger (masterfile)); SPE (solid phase extraction); Aldrich (Milwaukee, WI); Asahi (Asahi Medical Co., Ltd., Tokyo, Japan); Baker (JT Baker, Inc., Phillipsburg, NJ); Barnstead (Barnstead / Thermolyne Corp., Dubuque, IA); Becton Dickinson (Becton Dickinson Microbiology Systems; Cockeysville, MD); Bio-Rad (Bio-Rad Laboratories, Hercules, CA); Cerus ( Cerus Corporation; Concord, CA); Chrono-Log (Chrono-Log Corp .; Havertown, PA); Ciba-Corning (Ciba-Corning Diagnostics Corp .; Oberlin, OH); Consolidated Plastics (Consolidated Plastics Co., Twinsburg, OH) ); Dow (Dow Chemical Co .; Midland, MI); Eppendorf (Eppendorf North America Inc., Madison, Wis.); Gelman (Gelman Sciences, Ann Arbor, MI); Grace Davison (WR Grace & Co., Baltimore, MD) Helmer (Helmer Labs, Noblesville, IN); Hoechst Celanese (Hoechst Celanese Corp., Charlotte, NC); International Processing Corp. (Winchester, KY); Millipore (Milford, MA); NIS (Nicolet, a Thermo Spectra Co) , San Diego, CA); Poretics (Livermore, CA); Purolite (Bala Cynwyd, PA) Rohm and Haas (Chauny, France); Saati (Stamford, CT); Scientific Polymer Products (Ontario, NY); Sigma (Sigma Chemical Company, St. Louis, MO); Spectrum (Spectrum Chemical Mfg. Corp., Gardenia, CA); Sterigenics (Corona, CA); Tetko, Inc. (Depew, NY); TosoHaas (TosoHass, Montgomeryville, PA); Wallac (Wallac Inc., Gaithersburg, MD); West Vacco (Covington, VA); YMC (YMC Inc., Wilmington, NC); DVB (divinylbenzene); LAL (Limulus modified cell lysate (lystate)); USP ( United States Pharmacopoeia); EAA (ethyl acetoacetate); EtOH (ethanol); HOAc (acetic acid); W (watts); mW (milliwatts); NMR (nuclear magnetic resonance; obtained at room temperature on a Varian Gemini 200 MHz Fourier transform spectrometer Spectrum); ftThree/ Min (cubic feet per minute); mp (melting point); g / min and gpm (gallons per minute); UV (ultraviolet light); THF (tetrahydrofuran); DMEM (Dulbecco modified Eagle medium); FBS ( Fetal bovine serum); LB (Luria broth); EDTA (tetracidic acid); phorbol myristate acetate (PMA); phosphate buffered saline (PBS); AAMI (Medical Device Development Association); ISO (International Organization for Standardization); EU (Endotoxin Unit); LVI (Large Volume Injectable); GC (Gas Chromatography); M (Mega-); kGy (1000 Gray = 0.1 MRad); MΩ (M Ohm); PAS III (platelet addition solution III); dH2O (distilled water); IAD (immobilized adsorption device); SCD (sterile linking device).
One of the examples below shows HEPES buffer. This buffer contains: 8.0 g 137 mM NaCl, 0.2 g 2.7 mM KCl, 0.203
Example 1
Amberlite▲ R ▼Fibrous resin with XAD-16
This example utilizes an apparatus that includes fibrous resin and non-immobilized adsorbent beads to compare both the removal rate of aminopsoralen from platelets and both platelet function and morphology. More specifically, the fixed Amberlite▲ R ▼Amberlite free (ie, unfixed) fibrous resin containing XAD-16▲ R ▼XAD-16 HP and Dowex▲ R ▼Compared to a device containing XUS-43493.
Preparation of fibrous resin and adsorption beads
Hoechst Celanese is a clean and hydrated Amberlite from Rohm and Haas▲ R ▼A fibrous resin containing XAD-16 was prepared. The fibers of the Hoechst Celanese fiber network consisted of a polyethylene terephthalate core and a nylon sheath, which had a lower melting point than the core. A fibrous resin was prepared by first dispersing the adsorbent beads uniformly in the fiber network. The fiber network was then rapidly heated to melt the polymer sheath of the fiber and bond with adsorbent beads and other fibers to form a crosslinked fiber network. Fibrous resin, 130 g / m2Amberlite with loads of▲ R ▼Formed to contain XAD-16 (ie, each square meter of fiber contained 130 g of adsorbent beads).
Cut the fibrous resin into squares (14cm x 14cm) and the resulting part is approximately 2.5g of dry Amberlite▲ R ▼Including XAD-16. Then Amberlite▲ R ▼XAD-16 beads were pre-wet by impregnating the fibrous resin with 30% ethanol for approximately 10 minutes. The residual ethanol was then removed by rinsing twice with saline for 10 minutes. Amberlite▲ R ▼Alternative methods of wetting XAD-16 and other adsorbents are also effective and are contemplated by the present invention. Other types of beads (e.g. Dowex▲ R ▼It should be noted that a fibrous resin comprising a linked or hypercrosslinked resin such as XUS-43493 does not require a wetting step for effective psoralen removal.
Amberlite▲ R ▼XAD-16 HP (high purity) beads were also obtained directly from Rohm and Haas in a clean and hydrated state. Loose (ie unfixed) Amberlite▲ R ▼For XAD-16 HP beads, pre-wetting before incorporation into the mesh pouch was not necessary; however, to account for the water content of the beads, the mass of adsorbent was corrected (2.5 g dry = 62.8 6.8g in combination with% moisture). Dowex▲ R ▼XUS-43493 beads were obtained from Dow, and the dried beads did not need to be moistened and did not need to correct the bead mass for water. The polyester mesh pouch (7cm x 7cm square; 30μm opening) is then attached to the loose Amberlite.▲ R ▼XAD-16 HP or Dowex▲ R ▼Filled with 2.5 g (dry weight) of any of the XUS-43493 beads.
The fibrous resin and adsorbent-containing pouch were sterilized by autoclaving in a “wet” cycle for 45 minutes at 121 ° C. The fibrous resin and adsorbent-containing pouch were then inserted into a separate sterile 1 liter PL2410 plastic container (Baxter). Following insertion, the PL2410 plastic container was heat sealed with a thin flow hood using sterile scissors, hemostatic forceps, and an impulse sealer.
Contact of fibrous resin and adsorbent beads with psoralen-containing platelet concentrate (PC)
A pool of platelet concentrates was prepared by combining 2-3 units of single donor apheresis platelets in a 35% autologous plasma / 65% platelet loaded solution (ie, synthesis medium). To this solution,
Samples of each PC were removed at 1 hour intervals for the first 8 hours of storage and the remaining 4 '-(4-amino-2-oxa) butyl-4,5', 8-trimethylpsoralen was analyzed by HPLC. . Each sample of PC was sample diluted with trimethylpsoralen (TMP) as internal standard (final concentration = 35% methanol, 25 mM KH2POFour, PH = 3.5). Proteins and other macromolecules were precipitated by incubating the samples at 4 ° C. for 30 minutes. The sample was then centrifuged and the supernatant filtered (0.2 μmeter) on a C-18 reverse phase column (YMC ODS-AM 4.6 mm × 250 mm) with 65% solvent A (25 mM KH2POFour, PH = 3.5), analyzed by running a 20 minute linear gradient from 35% B (methanol) to 80% B.
Platelets obtained while stored for 5 days with one of fibrous resin or loose beads were monitored daily by counting platelets with a Baker System 9118 CP (Baker Instrument Co .; Allentown, Pa.). Blood gas and pH were evaluated using a Ciba-Corning 238 pH / Blood Gas Analyzer. In vitro platelet function after 5 days of contact with devices containing fibrous resin or free adsorbents for morphology, shape change, hypotonic shock response, aggregation, and GMP-140 (p-selectin) expression Assessed using the assay. Shape change, aggregation, and hypotonic shock response were assessed using a Lumi-Aggregometer (Chrono-Log), while GMP-140 was flow-sited using a Becton-Dickinson FACScan Fluorescence Analyzer (Becton Dickinson) Measured by measurement.
Psoralen removal and platelet yield and function
FIG. 5
In addition, the platelet yield and function of the fibrous resin compared to loose beads was studied. Specifically, the experiments in this study were: i) 6.8 g XAD-16HP (62.8% moisture); ii) 14 cm x 14 cm fibrous XAD-16 (130 g resin / cm) wetted with 30% ethanol2); And iii) 2.5 g of XUS-43493 (<5% moisture) was used. Two duplicate platelet units were prepared for the XAD-16HP and fibrous resin samples, but only a single platelet unit was prepared for the XUS-43493 sample. The results are listed in Table 1.
As shown in Table 1, pH and pO on
The data shown in Table 1 shows that the fibrous media gives a higher platelet yield compared to a device containing an adsorbent that is not immobilized. Surprisingly, the fibrous medium also has a pH / pO2Results in
Platelet loss
In summarizing the above data, it appears that there is some variability between one study and the next in platelet loss. However, the platelet loss expressed as a percentage of the
The total number of platelets lost was substantially the same for the two units, but the loss calculated in percentage was very different. Thus, this result seems to indicate that platelet loss after a period of time is essentially constant; that is, the rate of platelet loss varies with the initial platelet count, but the total number of platelet losses is reached when equilibrium is reached. It becomes almost constant. Based on the results shown in this example, the fibrous resin has no negative effect on platelet function in vitro.
Example 2
Fibrous resin with activated carbon
In this example, Amberlite▲ R ▼For fibrous resins containing XAD-16 and fibrous resins containing immobilized activated carbon, 4 '-(4-amino-2-oxa) butyl-4,5', 8- Compare the removal rate of trimethylpsoralen.
Preparation of fibrous resin
Hoechst Celanese, Amberlite▲ R ▼A fibrous resin containing XAD-16 HP (Rohm and Haas) was prepared. Amberlite▲ R ▼A fibrous resin containing XAD-16 was prepared as described in the previous examples, including a 30% ethanol wetting step. Hoechst Celanese is also an immobilized activated carbon (WestVaco [(Luke, W. Va.)], 375 g / m2(AQF-375-B) and 500 g / m2(AQF-500-B) load) was prepared. In a preferred embodiment, the adsorbent particles are synthetic activated carbon (including, for example, Ambersorb and A-Supra). Synthetic activated carbon is preferred because of its ability to eliminate the amount of particulate matter flowing from this immobilized adsorption medium. This fibrous resin is made of Amberlite▲ R ▼Prepared in a manner similar to that for fibrous resins containing XAD-16. The fiber composition for each fibrous resin was the same.
This fibrous resin was cut into squares (14 cm × 14 cm); the resulting portion was approximately 2.5 g of dry Amberlite.▲ R ▼Contained XAD-16. The fibrous resin was then sterilized by autoclaving in a “wet” cycle at 121 ° C. for 45 minutes. The fibrous resin was then inserted into another sterile 1 liter PL 2410 plastic container (Baxter) and these containers were heat sealed in a laminar flow hood using sterile scissors, hemostatic agent and impulse sealer. .
Contact between fibrous resin and psoralen-containing PC
A pool of platelet concentrates was prepared by combining 2-3 units of single donor apheresis platelets in autologous plasma 35% / synthesis medium 65% (PAS III). 150
As was done in the previous examples, a sample of each PC was prepared for the analysis of residual 4 '-(4-amino-2-oxa) butyl-4,5', 8-trimethylpsoralen by HPLC. Removed at 1 hour intervals during storage for 8 hours. Each PC sample was diluted 5-fold with a sample diluent containing trimethylpsoralen (TMP) as internal standard (final concentration = 35% methanol, 25 mM KH).2POFourPH = 3.5). Proteins and other macromolecules were precipitated by incubating these samples at 4 ° C. for 30 minutes. These samples are then centrifuged, the supernatant is filtered (0.2 μmeter) and 65% solvent A (25 mM KH2POFour, PH = 3.5), analyzed on a C-18 reverse phase column (YMC ODS-AM 4.6 mm × 250 mm) by running a linear gradient from 35% B (methanol) to 80% for 20 minutes.
Platelet yield during a 5-day storage period using this fibrous resin or non-immobilized adsorbent-containing device was monitored daily by counting platelets with a Baker System 9118 CP. Blood gas and pH were evaluated using a Ciba-Corning 238 pH / Blood Gas Analyzer. In vitro platelet function following 5-day contact with this fibrous resin or non-immobilized adsorbent-containing device was analyzed for morphology, shape change, hypoosmotic shock response, aggregation and GMP-140 (p-selectin) expression. Analysis was used to evaluate. Shape change, aggregation and hypotonic shock response were assessed using a Chrono-Log Lumi-Aggregometer, while GMP-140 was measured by flow cytometry using a Becton-Dickinson FACScan Fluorescence Analyzer.
Psoralen removal and platelet yield and function
Figure 6 shows 4'- from platelets in 35% plasma / 65% synthetic medium (PAS III) using a fibrous resin containing XAD-16 and a fibrous resin with two different loadings of activated carbon. The adsorption kinetics for the removal of (4-amino-2-oxa) butyl-4,5 ′, 8-trimethylpsoralen are compared. Specifically, the data shown in circles represents the removal of 4 '-(4-amino-2-oxa) butyl-4,5', 8-trimethylpsoralen using fiberized XAD-16 beads; The data shown represents removal using fiberized AQF-500-B; and the data shown in triangles represents removal using fiberized AQF-375-B. As the data in FIG. 6 shows, the adsorption rate of 4 ′-(4-amino-2-oxa) butyl-4,5 ′, 8-trimethylpsoralen is very similar for different fibrous resins, All of these fibrous resins showed very good removal rates (after 4 hours, ≦ 0.5 μM residual 4 ′-(4-amino-2-oxa) butyl-4,5 ′, 8-trimethylpsoralen ).
Platelet yield and in vitro platelet function for each fibrous resin were also evaluated and the data are summarized in Table 2.
This activated carbon-based fibrous resin gave good results in both shape change and aggregation assays. Although the shape change results for AQF-500-B were better than the controls, platelets bound to AQF-500-B were slightly inferior in the aggregation assay.
Example 3
Effect of pHEMA coating on blood compatibility of adsorbent
This example shows Amberlite coated with pHEMA▲ R ▼Fibrous resin containing XAD-16 and Dowex▲ R ▼Compare the rate of removal of 4 '-(4-amino-2-oxa) butyl-4,5', 8-trimethylpsoralen from platelets and platelet function and morphology against XUS-43493.
Preparation of pHEMA coated adsorbent beads and fibrous resin
Dowex containing approximately 50% water by weight▲ R ▼XUS-43493 (Optipore▲ R ▼(Commonly known as L493) was obtained from Dow and polymerized HEMA with a viscosity average molecular weight of 300 kD was obtained from Scientific Polymer Products. Prior to coating, the adsorbent beads were dried to a water content of <5%. A pHEMA stock was prepared by dissolving the polymer in 95% denatured ethanol / 5% water to obtain a pHEMA concentration of 50 mg / ml.
This coating process was carried out by the International Processing Corp. in a 9 inch Wurster fluid bed coater using approximately 4 kg (dry) of adsorbent packing. This coating process involves a pHEMA flow rate of 60-70 g / min, an inlet temperature of 50 ° C. and about 200 ft.ThreeThe air flow rate per minute was involved. During this coating process, a sample of coated adsorbent (50 g) was removed during this coating process to obtain a pHEMA coating level in the range of 3-18% by weight; pHEMA of 3.7%, 7.3% and 10.9% by weight. The adsorbent beads coated with were used in the studies described below.
Non-immobilized dry (uncoated) Dowex by placing the desired mass of adsorbent in a 30μm square polyester mesh pouch (7cm x 7cm)▲ R ▼XUS-43493 (2.5g) and pHEMA coated Dowex▲ R ▼A device containing XUS-43493 (3.0 g or 5.0 g) was prepared. This adsorbent filled pouch was inserted into another sterile 1 liter PL 2410 plastic container (Baxter) and heat sealed using an impulse sealer. The adsorbent-filled pouch containing the PL-2410 plastic container was then sterilized by either electron beam up to 2.5MRad (NIS) or gamma irradiation (SteriGenics); as implied above, Generally preferred.
Hoechst Celanese follows Amberlite according to the method described in Example 1.▲ R ▼A fibrous resin containing XAD-16 was prepared. This fibrous resin was cut into squares (14 cm × 14 cm); the resulting portion was approximately 2.5 g of dry Amberlite.▲ R ▼Contained XAD-16. Amberlite of this fibrous resin▲ R ▼XAD-16 was simultaneously wetted and coated with pHEMA by soaking in a solution containing 50 mg / mL pHEMA in 95% ethanol / 5% distilled water. Residual ethanol was removed by rinsing twice with saline for 10 minutes. This procedure resulted in a coating of approximately 6% by weight pHEMA. The fibrous resin was then sterilized by autoclaving in a “wet” cycle at 121 ° C. for 45 minutes. The fibrous resin was then inserted into another sterile 1 liter PL 2410 plastic container (Baxter) and these containers were heat sealed in a laminar flow hood using sterile scissors, hemostatic agent and impulse sealer. .
Contact of pHEMA-coated adsorbent beads and fibrous resin with psoralen-containing PC
A pool of platelet concentrates was prepared by combining units of single donor apheresis platelets in 35% autologous plasma / 65% synthetic medium (PAS III). 150
Samples of each PC were taken at 1 hour intervals during the first 8 hours of storage for analysis of residual 4 '-(4-amino-2-oxa) butyl-4,5', 8-trimethylpsoralen by HPLC. I took it out. Each PC sample was diluted 5-fold with a sample diluent containing trimethylpsoralen (TMP) as internal standard (final concentration = 35% methanol, 25 mM KH).2POFourPH = 3.5). Proteins and other macromolecules were precipitated by incubating these samples at 4 ° C. for 30 minutes. These samples are then centrifuged, the supernatant is filtered (0.2 μmeter) and 65% solvent A (25 mM KH2POFour, PH = 3.5), analyzed on a C-18 reverse phase column (YMC ODS-AM 4.6 mm × 250 mm) by running a linear gradient from 35% B (methanol) to 80% for 20 minutes.
Platelet yield during a 5-day storage period using this fibrous resin or non-immobilized adsorbent-containing device was determined by counting platelets with a Baker System 9118 CP. Blood gas and pH were evaluated using a Ciba-Corning 238 pH / Blood Gas Analyzer. In vitro platelet function following 5-day contact with this fibrous resin or non-immobilized adsorbent-containing device was analyzed for morphology, shape change, hypoosmotic shock response, aggregation and GMP-140 (p-selectin) expression. The assay was used to evaluate. Shape change, aggregation and hypotonic shock response were assessed using a Chrono-Log Lumi-Aggregometer, while GMP-140 was measured by flow cytometry using a Becton-Dickinson FACScan Fluorescence Analyzer.
Effect of pHEMA coating on psoralen removal
FIG. 7 shows pHEMA coated and uncoated Dowex▲ R ▼Regarding the removal of 4 '-(4-amino-2-oxa) butyl-4,5', 8-trimethylpsoralen from platelets in 35% plasma / 65% synthesis medium (PAS III) using XUS-43493 beads The adsorption rate is compared. Specifically, Dowex coated with 3.7 wt% pHEMA▲ R ▼Removal of 4 '-(4-amino-2-oxa) butyl-4,5', 8-trimethylpsoralen using XUS-43493 (3.0 g) is represented by a circle and coated with 7.3 wt% pHEMA Removal with a triangle is represented by a triangle and removal with a 10.9 wt% pHEMA coating is represented by a diamond; squares are 2.5 g (dry) uncoated Dowex▲ R ▼Represents removal of 4 '-(4-amino-2-oxa) butyl-4,5', 8-trimethylpsoralen using XUS-43493. As the data in FIG. 7 shows, the adsorption rate of 4 '-(4-amino-2-oxa) butyl-4,5', 8-trimethylpsoralen decreased with increasing pHEMA coating level. Although this mechanism does not need to be understood in order to practice the present invention, this decrease is due to the 4 ′-(4-amino-2-oxa) butyl-4,5 into the adsorbent particles. It is believed to be due to increased resistance to diffusion of ', 8-trimethylpsoralen.
Dowex coated with 3.7 wt%, 7.3 wt% and 10.9 wt% pHEMA▲ R ▼The adsorption rate of removal of 4 '-(4-amino-2-oxa) butyl-4,5', 8-trimethylpsoralen was also measured using XUS-43493 (5.0 g). This result (not shown) revealed that the removal rate of beads coated with 10.9% pHEMA was comparable to that of uncoated beads (control).
Effect of pHEMA coating on platelet yield
In two studies with different amounts of adsorbent (3.0 g and 5.0 g) but the same level of pHEMA coating (3.7 wt%, 7.3 wt% and 10.9 wt%) respectively, the effect of pHEMA on platelet yield was demonstrated. It was measured. Platelet yield was calculated compared to the platelet count at
Effect of pHEMA coating and sterilization on platelet function
It was mentioned earlier that the sterilization method can have a considerable effect on the function of the adsorbent, since the pHEMA coating can be crosslinked or cut by radiation. To evaluate this effect, a device containing unimmobilized pHEMA coating (3.7 wt%) and uncoated XUS-43493 (these were sterilized with either 2.5MRad electron beam or 2.5MRad gamma radiation). , Did research. Each device contained 2.5 g of unfixed coated or uncoated XUS-43493 (dried) contained in a 30 μm square polyester mesh pouch (7 cm × 7 cm); controls were stored only in PL 2410 plastic containers Contains processing PC. The results are summarized in Table 4.
The platelet yield was very good for both pHEMA coated samples and the electron beam sterilized sample was slightly better. Shape change and agglomeration showed a pattern similar to that for yield, but the device with uncoated, non-immobilized adsorbent showed the lowest value, and the pHEMA coated / electron beam sterilized sample controlled And gave similar high values. Samples treated with devices containing non-immobilized adsorbent were as good or better than controls for hypotonic shock response (HSR) assays. Samples treated with the instrument containing non-immobilized adsorbent showed a lower morphological score than the control, but a lower level of activation, as evidenced by the GMP-140 assay.
Amberlite device containing uncoated non-immobilized XUS-43493 (2.5 g beads; 30 μm polyester mesh pouch; 7 cm × 7 cm)▲ R ▼Equipment containing uncoated fibrous resin (14cm x 14cm) containing XAD-16, and pHEMA coated Amberlite▲ R ▼Other blood compatibility studies were performed comparing devices containing fibrous resins containing XAD-16. The favorable effect of pHEMA on this fibrous resin was clarified from the results shown in Table 5.
Example 4
Effect of glycerol and polyethylene glycol on adsorbent capacity
This example examines the effect of glycerol and polyethylene glycol as stabilizers on the adsorbent capacity and removal rate of aminopsoralen from plasma. In the experiments of this example, free (ie, unfibrinated) Amberlite▲ R ▼XAD-16 and Dowex▲ R ▼XUS-43493 adsorbent beads were used.
methodology
Amberlite▲ R ▼XAD-16HP (Rohm & Haas (Philadelphia, PA)) and Dowex▲ R ▼XUS-43493 (Supelco, Bellefonte, PA) was dried in a 80 ° C. dryer to a water content of <5%. A known mass of adsorbent, ethanol containing 0-50% glycerol, 50% PEG-200 or 50% PEG-400 (glycerol, PEG-200, and PEG-400 were obtained from Sigma) Immerse in the solution. Following a 15 minute incubation period at room temperature, excess solvent was removed and the sample was dried in an oven at 80 ° C. overnight; changes in adsorbent properties (eg, melting of the pores) at elevated temperatures Was previously observed, so drying of the adsorbent at temperatures> 120 ° C. was avoided. After drying, the adsorbent sample was weighed to determine the mass of stabilizer per mass of adsorbent.
Several individual studies were conducted. Control samples of “non-wet” and “optimal wet” adsorbents were included in the study below. The non-wet sample of the adsorbent is a dry adsorbent that has not been subjected to any pretreatment, whereas the optimal wet sample of the adsorbent is 30% ethanol / 70% dH adsorbent.2Prepared by wetting with O. This optimal wet adsorbent is dH2Rinse with O to remove residual ethanol. In order to ensure that no drying occurred, the adsorbent was prepared immediately before the adsorption study.
Each
Amberlite treated with glycerol ▲ R ▼ XAD-16 and Dowex ▲ R ▼ XUS-43493 adsorption capacity
Figure 8 shows Amberlite▲ R ▼XAD-16 and Dowex▲ R ▼In ethanol solutions containing various levels of glycerol for the relative 4 '-(4-amino-2-oxa) butyl-4,5', 8-trimethylpsoralen adsorption capacity in 100% plasma against XUS-43493 The effect of pre-processing is compared. The adsorbent sample was wetted with an ethanol / glycerol solution for 15 minutes before drying at 80 ° C. for 48 hours. After 4 hours of contact, a single measurement of adsorption capacity was performed. Referring to FIG. 8, the glycerol content shown on the x-axis is the weight / volume percent of glycerol in ethanol. The adsorption capacity shown on the y-axis is a percentage compared to the adsorption capacity of the optimal wet adsorbent sample. The adsorption capacity of XUS-43493 is represented by a square, whereas the adsorption capacity of XAD-16 is represented by a circle.
As the data in FIG. 8 shows, the capacity of XAD-16 increased from about 30% in the dry sample to over 90% in the sample wetted in a 20% glycerol solution. These results indicate that very low levels of glycerol are required to maintain high adsorbent capacity after drying. 50% ethanol / 50% dH before drying2The control sample wetted in O (no glycerol) showed similar adsorption capacity as the dried untreated sample. In contrast, the XUS-43493 sample did not show any effect of glycerol on the adsorption capacity; the adsorption capacity was close to 100% at all levels of glycerol. Although not critical to the practice of this invention, this observation supports the hypothesis that glycerol acts to prevent the adsorbent pores from collapsing during drying; XUS-43493 Since it has a crosslinked structure, it does not undergo pore collapse during drying.
The sample treated with glycerol appeared very stable to drying. No change in adsorption capacity was observed for samples stored in a laminar flow hood for 7 days (data not shown).
In a preferred embodiment of the invention, 2.5 g of dry adsorbent was used to remove psoralen and psoralen photoproduct from each unit of platelets. The adsorbent is immersed in 30% glycerol / 70% ethanol, followed by drying to obtain an adsorbent containing approximately 50% glycerol. Thus, a 5.0 g sample of adsorbent contains 2.5 g dry adsorbent and 2.5 g glycerol. Therefore, a typical 300 mL unit of platelets contains 0.8% glycerol (a level considered suitable for transfusion).
Amberlite treated with glycerol or PEG ▲ R ▼ XAD-16 and Dowex ▲ R ▼ XUS-43493 adsorption capacity
Further studies were performed using low molecular weight polyethylene glycols PEG-200 and PEG-400 (nontoxic, low toxicity reagents soluble in ethanol and water). Adsorbent samples were treated for 15 minutes in 50% ethanol solution of PEG-400, PEG-200 or glycerol. Figure 9 shows Amberlite▲ R ▼XAD-16 (bottom) and Dowex▲ R ▼Stabilizer for the adsorption capacity of 4 '-(4-amino-2-oxa) butyl-4,5', 8-trimethylpsoralen using dry adsorbent in 100% plasma for XUS-43493 (top) Samples that were not wet are labeled “No Tx”. Adsorption capacity is reported as a percentage of the optimal wet adsorbent capacity.
As shown in the data of FIG. 9, and as can be predicted based on its “macro network” structure, Dowex▲ R ▼The ability of XUS-43493 was not affected by drying (“No Tx” sample). Conversely, Amberlite▲ R ▼XAD-16 had approximately 35% of maximum capacity when dried. Treatment of XAD-16 with glycerol, PEG-200, and PEG-400 all improved the capacity of the dry adsorbent; the adsorption capacity with each was higher than 90%, glycerol> PEG-200 > PEG-400. In order to practice the present invention, it is not necessary to understand the exact mechanism of action, but the difference in capacity between glycerol and the two PEG solutions is due to the increased permeability of the stabilizer with increasing molecular weight. Can be caused by decline. That is, during the 15-minute application procedure, glycerol (molecular weight = 92.1) is PEG-200 (molecular weight = 190-210) or PEG-400 (molecular weight = 380-420) (these are more due to their large size Can penetrate through the pores of the adsorbent more completely than either (which diffuse slowly).
Amberlite treated with glycerol or PEG ▲ R ▼ Adsorption kinetics of XAD-16
Studies were also conducted to determine if filling the pores of the adsorbent with glycerol or PEG resulted in a decrease in the adsorption rate. Figure 10 shows Amberlite wetted with several different solutions▲ R ▼Comparison of adsorption of 4 '-(4-amino-2-oxa) butyl-4,5', 8-trimethylpsoralen from 100% plasma over 3 hours using XAD-16. Specifically, the data in FIG. 10 are: i) XAD-16 wetted with a 50% solution of glycerol before drying (white squares connected by a solid line), ii) wetted with a 50% solution of PEG-400 before drying XAD-16 (black dots connected by dotted lines), iii) 50% ethanol / 50% dH2XAD-16 (black triangles connected by dotted lines) pre-wetted with O (ie just before starting the study), and iv) XAD-16 (black squares connected by solid lines) that did not receive any treatment; Tx "). The data in Figure 10 shows Amberlite wetted with 50% glycerol / 50% ethanol or 50% PEG-400 / 50% ethanol solution.▲ R ▼It demonstrates that the XAD-16 sample had an adsorption rate very close to the sample optimally wetted with ethanol (ie, the sample pre-wetted with ethanol). The dried but untreated XAD-16 sample (No Tx) achieved only about 30% removal in 3 hours.
The data presented in this example shows that Amberlite with a stabilizer in the form of a solution containing 50% ethanol and 50% glycerol, PEG-200 or PEG-400.▲ R ▼It shows that the treatment of XAD-16 can prevent the loss of adsorption capacity associated with drying. The results obtained with these stabilizers suggest that low molecular weight wetting agents represent a viable way to enhance the adsorption function.
Example 5
Removal of methylene blue from FFP
This example relates to the ability of a variety of different polymeric adsorbent materials to remove methylene blue from fresh frozen plasma.
The experiments in this example evaluated “free” adsorbent resins (ie, not included in devices containing non-immobilized adsorbent) and fibrous resins. The free adsorbent resin tested was Amberlite▲ R ▼XAD-16 HP (Rohm and Haas), MN-200 (Purolite) and Dowex▲ R ▼XUS-43493 (Dow Chemical Co.). XAD-16 HP was obtained in a hydrated state so that no pretreatment (ie, wetting) was required, and MN-200 was also supplied in a fully hydrated state; XUS-43493 was dried Was.
A fibrous resin containing XAD-16 was prepared as generally described in Example 1. In summary, 130g /
A stock solution of methylene blue (10 mM) was prepared by dissolving US Pharmacopoeia Methylene Blue (Spectrum) in distilled water. A stock solution of methylene blue was added to the 100% plasma sample to obtain a final concentration of 10 μM. Samples of “free” adsorbent resins (ie, XAD-16 HP, MN-200 and XUS-43493) were weighed into 50 mL polypropylene tubes for adsorption studies. The water content of each adsorbent was determined by measuring the mass loss during drying. The mass of each adsorbent was corrected for water content to use an equivalent of 0.25 g dry adsorbent for each.
To each vial was added a 30 mL sample of 100% plasma containing 10 μM methylene blue. These vials were placed on a rotator at room temperature. Samples (200 μL) were removed from each vial at 15 minute intervals and assayed for residual methylene blue by HPLC. Each sample of plasma was diluted 5-fold with sample diluent (final concentration = 35% methanol, 25 mM KH2POFourPH = 3.5). Proteins and other macromolecules were precipitated by incubating these samples at 4 ° C. for 30 minutes. The sample is centrifuged, the supernatant is filtered (0.2 μm) and 65% solvent A (25 mM KH2POFour, PH = 3.5), and analyzed with a C-18 reverse phase column (YMC ODS-AM 4.6 mm × 250 mm) by performing a linear gradient from 35% B (methanol) to 80% B for 20 minutes. The detection limit of the HPLC assay was approximately 0.5 μM methylene blue.
FIG. 11 compares the adsorption rate of methylene blue over 2 hours from 100% plasma. Referring to Figure 11, XAD-16 HP data is represented by white diamonds connected by dotted lines, MN-200 data is represented by black triangles connected by solid lines, and XUS-43493 data is represented by white circles connected by dotted lines. And the fibrous resin containing XAD-16 is represented by a black square connected by a solid line. As the data show, XAD-16 HP and MN-200 showed the fastest adsorption rate, followed by XUS-43493. The slightly slower speed of XUS-43493 may be the result of slower wetting as it was used in the dry state. Finally, the fibrous resin containing XAD-16 had the slowest adsorption rate. This is 14cm of fibrous resin2The strip portion is not completely immersed in the plasma throughout this adsorption study, thereby reducing the effective contact area between the adsorbent and the plasma, so that between the fibrous resin and the plasma during batch incubation. Can be caused by poor contact.
This data shows that non-psoralen pathogen-inactivating compounds such as phenothiazine dyes can be removed from blood products using resins and fibrous resins intended for use in the present invention.
Example 6
Removal of acridine compounds from concentrated erythrocytes
This example relates to the ability of various different resin materials to remove acridine compounds from concentrated red blood cells (PRBC). More specifically, the experiment of this example evaluates the removal of an acridine compound, ie, 5-[(β-carboxyethyl) amino] acridine, from PRBC.
The chemical structures of several acridines are depicted in FIG. As shown in FIG. 12, 9-aminoacridine and 5-[(β-carboxyethyl) amino] acridine are aminoacridine.
Resin selectivity
The equilibrium adsorption of the compound 5-[(β-carboxyethyl) amino] acridine was studied using several types of resins. The evaluated polymeric adsorbent resin is Amberlite▲ R ▼XAD-2, XAD-4, XAD-7, and XAD-16 HP (Rohm and Haas); Purolite▲ R ▼MN-150, MN-170, MN-200, MN-300, MN-400, MN-500, and MN-600; and Dowex▲ R ▼XUS-43493 and XUS-40285 (Dow Chemical Co.). In addition, several Amberlite▲ R ▼Anion exchange resins (IRA-958, IRA-900, IRA-35, IRA-410 and IRA-120; Rohm and Haas) and Amberlite▲ R ▼Weak cation exchange resin (DP-1; Rohm and Haas) was tested. In addition, several charcoal were evaluated, which was Hemosorba▲ R ▼Includes AC (Asahi), PICA G277 and Norit A Supra, both commercially available from American Norit. Finally, Porapak▲ R ▼RDx (Waters), a styrene-vinyl pyrrolidone copolymer with affinity for nitroaromatic compounds, was also tested.
First, in order to evaluate the ability for 5-[(β-carboxyethyl) amino] acridine and adenine (6-aminopurine), equilibrium adsorption studies were performed using samples of each resin. Approximately 0.1 g of resin was weighed and transferred to a 6 mL polypropylene tube. Each tube then contains 25% plasma / 75% Adsol containing 100 μM 5-[(β-carboxyethyl) amino] acridine in distilled water.▲ R ▼A 5.0 mL aliquot of (Baxter) was added. Cell products such as erythrocytes are typically stored in a medium containing a low percentage of plasma (10-35%) along with a balanced synthesis medium; Adsol▲ R ▼Is an example of a synthetic medium consisting of adenine, dextrose, and mannitol in a physiological saline solution. Of course, the present invention contemplates the use of acridine concentrations other than 100 μM in a mixture of plasma and other synthetic media. The tubes were then placed on a rotary stirrer and incubated at room temperature for 3 hours. Following incubation, an aliquot of each sample was removed for analysis of residual 5-[(β-carboxyethyl) amino] acridine and adenine by HPLC.
For the HPLC procedure, each sample was treated with sample diluent (50% methanol, 25 mM KH2POFour, PH = 3.5), and proteins and other macromolecules were precipitated by incubating these samples at 4 ° C. for 30 minutes. The sample is then centrifuged, the supernatant filtered (0.2 μm) and 75% solvent A (25 mM KH2POFour, PH = 3.5), and analyzed with a C-18 reverse phase column (YMC ODS-AM 4.6 mm × 250 mm) by performing a linear gradient from 25% B (methanol) to 80% B for 20 minutes. For removal of 5-[(β-carboxyethyl) amino] acridine, CO= From single adsorption measurement at 100 μM, Cf= Estimated capacity at 1 μM (μmole / g) was evaluated; these results are shown in the second column of Table 6 (ND = not detected). For the removal of adenine, CO= From single adsorption measurement at 1.5 mM, CfThe estimated capacity at 1 mM (mmole / g) was evaluated; these results are shown in the third column of Table 6 (ND = not detected).
The results of the in vitro experiments described in this example are▲ R ▼XUS-43493 and related resin Purolite▲ R ▼This suggests that MN-200 is a preferred resin for removing acridine compounds from PRBC.
Example 7
Removal of acridine compounds from concentrated erythrocytes using styrene-divinylbenzene adsorbent
This example relates to the ability of various different styrene-divinylbenzene (styrene-DVB) adsorbents to remove aminoacridine compounds from blood products. More specifically, the experiment of this example was performed using plasma / Adsol▲ R ▼The removal of acridine orange and 9-aminoacridine (depicted in FIG. 12) from the solution is evaluated.
A. Experimental procedure
For the experiments in this example, a stock solution (10 mM) of 5-[(β-carboxyethyl) amino] acridine (Cerus) and acridine orange (Aldrich) was prepared in distilled water and 9-aminoacridine (Aldrich ) Stock solution (10 mM) was prepared in ethanol. The 5-[(β-carboxyethyl) amino] acridine was added to a solution containing 25% plasma / 75% saline to achieve a final concentration of 100 μM whereas this acridine orange and 9-aminoacridine compound, 25% plasma / 75% Adsol to achieve a final acridine concentration of 100 μM▲ R ▼(Baxter) Red Cell Preservation Solution was added to the solution.
The adsorbent used was Amberlite▲ R ▼XAD-16 HP (Rohm and Haas), Purolite▲ R ▼MN-200 and Dowex▲ R ▼XUS-43493 (Supelco). The water content of each adsorbent was determined by measuring the mass loss upon drying; this water content was corrected to use the equivalent of 0.25 g of each dry adsorbent. The adsorbent was accurately weighed into a 50 mL Falcon tube. In each tube containing adsorbent, 25% plasma / 75% Adsol containing 100
Samples were analyzed by HPLC for residual acridine levels. Each sample was diluted with sample diluent (50% methanol, 25 mM KH2POFour, PH = 3.5), and proteins and other macromolecules were precipitated by incubating these samples at 4 ° C. for 30 minutes. These samples were then centrifuged, the supernatant filtered (0.2 μm), and 75% solvent A (25 mM KH2POFour, PH = 3.5), and analyzed with a C-18 reverse phase column (YMC ODS-AM 4.6 mm × 250 mm) by performing a linear gradient from 25% B (methanol) to 80% B for 20 minutes. Detection was performed by visible absorbance using a diode array detector set at 400 nm for 9-aminoacridine, 490 nm for acridine orange, and 410 nm for 5-[(β-carboxyethyl) amino] acridine.
B. Adsorption kinetics
The adsorption rate of 5-[(β-carboxyethyl) amino] acridine from 25% plasma / 75% saline over 3 hours was measured using Dowex.▲ R ▼XUS-43493, Purolite▲ R ▼MN-200 and Amberlite▲ R ▼XAD-16HP was compared. FIGS. 14A and 14B both represent residual 5-[(β-carboxyethyl) amino] acridine as a function of time, and FIG. 14B shows data on a logarithmic scale. 14A and 14B, XAD-16 HP data is represented by black circles connected by dotted lines, MN-200 data is represented by black squares connected by dotted lines, and XUS-43493 data is connected by solid lines. This is represented by a black triangle. As this data shows, XUS-43493 and MN-200 produced the fastest adsorption rates and were about the same. XAD-16 HP appears to have a low capacity for 5-[(β-carboxyethyl) amino] acridine.
Figure 15 shows
The results of this study show the general ability of polystyrene-DVB adsorbents to remove acridines from blood products. It should be noted that the interaction between the chemical reagent (eg, acridine) and the cell-containing blood product determines whether a batch adsorption or flow adsorption removal device is most effective. Similarly, the blood compatibility of individual adsorbents affects the determination of which adsorbent is most effective.
Since modifications and equivalents will be apparent to those skilled in the art, it is to be understood that the invention is not limited to the exact operating details presented or described or to the exact compounds, compositions, methods or procedures. From the above, it should be apparent that these methods and devices can be combined with apheresis systems and other devices and procedures currently used to process blood products for transfusion.
Example 8
This example compares the use of different types of powdered carbon as the active ingredient in the medium, and how carefully the active ingredient is selected to reduce the concentration of small organic compounds and maintain the biological function of the liquid Indicates whether is required. The five activated carbons exemplified in Example 8 are approximately the same amount of psoralen in plasma, ie 4 '-(4-amino-2-oxa) butyl-4,5', 8-trimethylpsoralen. Reduce concentration. However, when “A Supra” is used as adsorbent particles, there is a substantially better retention of clotting factors compared to other adsorbents.
4 ′-(4-amino-2-oxa) butyl-4,5 ′, 8-trimethylpsoralen was added to the plasma to a concentration of 150 μM, and this plasma was added to a 3.0 J / Irradiated with cm2 UVA to inactivate pathogens. The residual 4 '-(4-amino-2-oxa) butyl-4,5', 8-trimethylpsoralen concentration was approximately 90 μM in the resulting plasma pool. Irradiated plasma 325 mL was pumped at 20 mL / min through 5 different types of 90 mm Cuno ZetaPlus carbon pads. Plasma clotting factor levels, clotting time, and 4 '-(4-amino-2-oxa) butyl-4,5', 8-trimethylpsoralen concentration were assayed before and after flowing through the carbon pad.
Note: A Supra grade was prepared to the same specifications as the R1xS series; only the carbon was changed. PTT means partial thromboplastin time, an increase indicates the removal of clotting factors. I, VIII and IX refer to specific clotting factors. All values are compared with those after photochemical treatment. 4 '-(4-amino-2-oxa) butyl-4,5', 8-trimethylpsoralen was assayed by HPLC and coagulation factors and time were assayed by an automated coagulation analyzer.
Example 9
This example compares the use of two particle sizes and shows the superiority of smaller particles in terms of reducing the concentration of small organic compounds and exchange in liquid biological function. Particle sizes below 50 μm result in a significant increase in the proportion of psoralen removed from plasma compared to the use of particle sizes between 100 and 50 μm: 99.2% versus 96.1%.
Photochemically treated plasma was prepared as in Example 8. In accordance with the Cuno R1xS specification, a ZetaPlus-like filter was prepared containing two different particle size milled Dowex Optipore L493 instead of powdered activated carbon. 325 mL of photochemically treated plasma was pumped through each pad at 20 mL / min. As in Example 8, 4 '-(4-amino-2-oxa) butyl-4,5', 8-trimethylpsoralen and coagulation factors were analyzed.
This example compares the effect of changing the mass fraction of the active ingredient and the exchange in liquid biological function on reducing the concentration of small organic compounds.
Photochemically treated plasma was prepared as in Example 8. A Supra pad was prepared with a standard R1xS loading of approximately 60% carbon and a lower loading level of 30%. Approximately 230 mL of plasma was pumped through each 90 mm disc. As in Example 8, 4 '-(4-amino-2-oxa) butyl-4,5', 8-trimethylpsoralen and coagulation factors were analyzed.
This example shows that in some cases it can be beneficial to biological function to treat the medium with a hydrophilic polymer.
Photochemically treated plasma was prepared as in Example 8. One 90mm R14S pad was flushed overnight with a 50mg / mL solution of polyhydroxyethymethacrylate (pHEMA) in 95% ethanol and dried in a 70 ° C oven until there was no further weight change. . The second pad was similarly flushed with 95% ethanol without pHEMA and dried. Approximately 325 mL of plasma was pumped through the disc at 5 mL / min. As in Example 8, 4 '-(4-amino-2-oxa) butyl-4,5', 8-trimethylpsoralen and coagulation factors were analyzed.
This example shows that the flow rate can affect the concentration reduction of small organic compounds.
Photochemically treated plasma was prepared as in Example 8. A Supra pad was prepared with a standard R1xS load of approximately 60% carbon, and 325 mL of treated plasma was pumped through each 47 mm diameter disk at three different flow rates. As in Example 8, 4 '-(4-amino-2-oxa) butyl-4,5', 8-trimethylpsoralen and coagulation factors were analyzed.
This example shows how liquid volume can affect the concentration of small organic compounds and the biological activity of the liquid. Illustrates the important nature of the contact mode between biological fluids and organic molecular depletion devices. The effect that the liquid volume has on both the concentration reduction of small organic compounds and the biological activity of the liquid is shown. If the plasma volume pumped through the device increases (eg, doubles), the small organic compound (eg, psoralen) at approximately the same concentration is reduced from solution and significantly increased in retention of clotting factors There is.
Photochemically treated plasma was prepared as in Example 8. A ZetaPlus-like filter was prepared with ground Dowex Optipore L493 with particles smaller than 50 μm instead of powdered activated carbon according to the Cuno R1xS specification. Plasma was pumped through this filter at 20 mL / min and samples were removed at 180 mL and 325 mL. As in Example 8, 4 '-(4-amino-2-oxa) butyl-4,5', 8-trimethylpsoralen and coagulation factors were analyzed.
This example describes the use of sintered media.
A 90 mm diameter and 1/4 inch thick disc was made by Porex. The disc contains small particles of finely ground Dowex Optipore L493 (having a particle size between 20 μm and 100 μm) and ultra high molecular weight polyethylene (grade UF220) of various weight fractions, which are then Sintered together. Photochemically treated plasma was prepared as in Example 8, and 200 mL of plasma was pumped through each disc at 16-18 mL / min. As in Example 8, 4 '-(4-amino-2-oxa) butyl-4,5', 8-trimethylpsoralen and coagulation factors were analyzed.
This example describes the effect of increasing the mass of adsorbent by increasing the filter diameter at a constant thickness.
Photochemically treated plasma was prepared as in Example 8. Approximately 325 mL of treated plasma was pumped at 5 mL / min through 90 mm and 47 mm diameter R03S grade discs. As in Example 8, 4 '-(4-amino-2-oxa) butyl-4,5', 8-trimethylpsoralen and coagulation factors were analyzed.
Preparation of PRBC treated with 5-[(β-carboxyethyl) amino] acridine derivative and glutathione. A pool of PRBCs was prepared from fresh ABO harmonized whole blood. Whole blood units were centrifuged at 3800 rpm for 5 minutes using a Beckman Sorvall RC3B centrifuge. This plasma was expressed in another clean bag using an expresser. PRBC units were pooled in a 3.0L Clintec Viaflex bag if more than one unit was needed. For each unit of PRBC, 94 mL of Erythrosol was added. The proportion of hematocrit (HCT) was measured by filling the capillary with a blood sample and rotating for 5 minutes. The hematocrit was measured to ensure that it does not decrease below 55%. For each 100 mL of PRBC, 3.3 mL of 12% glucose was added. The final hematocrit percentage was determined. PRBC (300 mL) was refilled into a plastic container PL146 (Baxter Healthcare). To the blood bag, add 6.0 mL of 150 mM glutathione to reach a final concentration of 3.0 mM, and 3.0 mL of 30 mM 5-[(β-carboxyethyl) amino] to reach a final concentration of 300 μM. Acridine derivative was added. The PRBC mixture was agitated for 1 minute using a wrist-shaking shaker (manufacturer). The 5-[(β-carboxyethyl) amino] acridine derivative and glutathione-treated PRBC were incubated overnight at room temperature to convert the 5-[(β-carboxyethyl) amino] acridine derivative to 5-[(β-carboxyethyl) amino Decomposed into acridine.
Example 17
HPLC assay for 5-[(β-carboxyethyl) amino] acridine in PRBC and PRBC supernatant. Samples (100 μL) were diluted with 100 μL saline and the resulting mixture was vortexed. To this solution was added 20 mM H in CH3CN.ThreePOFour(300 μL) was added and the mixture was vortexed for 15 seconds. The sample was centrifuged at 13,200 rpm for 5 minutes. The supernatant (200 μL) was diluted in cold 0.1M HCl (800 μL) and vortexed. The sample was filtered into autosampler vials using a 0.2 μm Gelman Acrodisc filter. HPLC conditions were as follows: (Manufacturer and part number of column and general column) Column = Zorbax SB-CN, 4.6 mm x 150 mm, 3.5 μm particles; Guard column = (4.6 mm x 12.5 mm, 5 μm particles ( Mac Mod Analytical, Inc. (Chadds Ford, PA))); the mobile phase for A was 10 mM HH in HPLC water.ThreePOFourThe mobile phase for C was 10 mM H in acetonitrile.ThreePOFourThe temperature was 20 ° C .; the sample volume was 100 μL; the gradient conditions were as follows:
HPLC assay for glutathione in PRBC and PRBC supernatant. Samples were prepared similar to the HPLC assay described above. The HPLC conditions were as follows: analytical column = YMC ODS-AM-303, 250 mm × 4.6 mm, 5 μm particles; guard column = Brownlee, 15 × 3.2 mm, 7 μm particles; mobile phase for A was 10 mM in HPLC water HThreePOFourThe mobile phase for C was 10 mM H in acetonitrile.ThreePOFourThe temperature was 15 ° C .; the sample volume was 75 μL; the gradient conditions were as follows:
Method for screening adsorbents. A test solution containing 25% plasma and 75% Erythrosol was used to represent the supernatant from PRBC. Erythrosol was prepared as two separate stock solution portions (Solution C and Solution D) that were sterilized separately. The final solution was prepared by mixing equal volumes of Solution C and Solution D.
Adsorbent adsorption capacity. Adsorption isotherm experiments were performed to determine the adsorption capacity (μmol of 5-[(β-carboxyethyl) -amino] acridine / g of adsorbent) for various types of adsorbent. FIG. 17 shows the adsorption isotherms obtained for several Ambersorbs compared to the adsorption isotherm of Purolite MN-200. Adsorption studies were performed with 25% plasma / 75% Erytrosol solution containing 5-[(β-carboxyethyl) amino] acridine (0.2-3 mM) and GSH (0.6-10 mM). The sample was stirred for 24 hours at room temperature. The calculation using the adsorption capacity in Table 7 (22 μmol / g) reduces the 5-[(β-carboxyethyl) -amino] acridine level in 300 mL units of PRBC from 300 μM to the final level of 1 μM. It was determined that approximately 4 g of Purolite MN-200 was required. Less than 1 g of Ambersorb 572 (130 μmol / g) is required to achieve equivalent removal. Similar calculations estimated that less than 1 g of
Example 21
Flow study using several forms of activated carbon media. Experiments were conducted to study the removal of 5-[(β-carboxyethyl) -amino] acridine and GSH from PRBC using a flow apparatus. PRBC (Erythrosol, glucose, 63% HCT) was dosed with degradable 5-[(β-carboxyethyl) -amino] acridine derivative (300 μM) and GSH (3 mM) and before flowing through the device, 20 It was kept at room temperature without stirring for hours. The flow compound adsorber medium was configured with various forms of activated carbon, either as composite carbon / cellulose disks, or carbon fiber felt. The media was sealed in a 90 mm diameter polycarbonate housing (Cuno, Meridien, CT). Dosed PRBC was pumped (Gilson Minipuls, Middleton, Wis.) Through a medium with a flow rate of 5 mL / min and collected in a PL146 plastic container (Baxter Healthcare). The results of this study are shown in Table 9.
Flow compound adsorber (CUNO medium) vs. batch compound adsorber (AQF medium). A study comparing 5-[(β-carboxyethyl) amino] acridine and GSH removal in flow and batch compound adsorbers was conducted. The flow apparatus consisted of a cellulose / Norit A Supra (Norit Americas, Inc. (Atlanta, GA)) carbon disk surrounded by a 90 mm housing. There were two separate batch devices: one was fibrous Pica G277 activated carbon (AQF 500g / m2The other is fibrous Purolite MN-200 (AQF 312g / m2). Degradable 5-[(β-carboxyethyl) -amino] acridine derivative (300 μM) and GSH (3 mM) were dosed and then pumped through a cellulose / carbon medium PRBC at a flow rate of 2 mL / min, followed by 5- [ (β-Carboxyethyl) -amino] acridine and GSH levels were reduced to 24 μM and 0.71 mM (75% and 88%), respectively, in the PRBC supernatant. The flow apparatus exposed to PRBC was then transferred to the MN-200 batch apparatus (6 g). This further reduced 5-[(β-carboxyethyl) -amino] acridine and GSH levels by 5% and 1%, reaching 20 μm and 0.67 mM over 24 hours. Exposure to PRBC's Pica G277 batch device (7 g) alone resulted in 92% and 54% reductions (up to 8 μM and 3 mM concentrations) of 5-[(β-carboxyethyl) -amino] acridine and GSH levels. . Therefore, those that passed through the flow device were more effective at removing GSH than exposure to the carbon batch device for 24 hours. However, the batch apparatus alone was more effective in removing 5-[(β-carboxyethyl) -amino] acridine than the combined flow apparatus and MN-200 apparatus. The flow through the device did not appear to adversely affect the PRBC ATP concentration. PRBC K + levels were lower after flow device exposure compared to 24 hour carbon batch device exposure.
Example 23
Long-term removal of degradation products.
This experiment shows that after 24 hours of exposure, the fiberized PICA G-277 activated carbon device (AQF, 7.3 g, 500 m25-[(β-Carboxyethyl) -amino] acridine and GSH levels in PRBC with / g) removed were tested. This study was conducted in parallel with studies in which PRBC continued device exposure. FIG. 18 shows that the concentration of 5-[(β-carboxyethyl) -amino] acridine and GSH in the supernatant sample was much higher in the absence of equipment over a 1-4 week storage time.
The 5-[(β-carboxyethyl) -amino] acridine concentration was reduced to 5 μM in PRBC initially shaken after storage for 35 days in the presence of the removal device (MN-200). This indicates that 5-[(β-carboxyethyl) -amino] acridine removal occurs under static storage conditions at 4 ° C.
Example 24
Effect of encapsulated material (membrane, woven, non-woven) on IAD
The use of encapsulating material surrounding the adsorption medium was studied for primary target particle retention. The main purpose is particle retention. However, the membrane can enhance the blood compatibility of the device by preventing contact between the RBC and the membrane. The membrane can be easily modified with hydrophilic polymers (PEO, PEG, HPL) to enhance blood compatibility without changing function. About 10g of fiberized Pica G277 activated carbon medium (AQF 500g / m2) With a heat-sealed membrane, woven polyester, or non-woven polyester material. PRBC units (300 mL) were dosed with degradable 5-[(β-carboxyethyl) -amino] acridine derivative (300 μM) and GSH (3 mM) and maintained on a platelet shaker for 20 hours at room temperature, then IAD Moved to. The 5-[(β-carboxyethyl) -amino] acridine concentration was monitored over 24 hours. Figure 19 shows fibrous Pica G277 activated carbon (500 g / m2The 5-[(β-carboxyethyl) -amino] acridine level in the supernatant of 300 mL PRBC units exposed to an IAD consisting of) and surrounded by membrane, woven or non-woven material. PRBC (Erythrosol, glucose, 62% HCT) is dosed with degradable 5-[(β-carboxyethyl) -amino] acridine derivative (300 μM) and GSH (3 mM) and platelets at room temperature before being transferred to IAD Stir on a shaker. PRBC-containing IAD was stirred at room temperature for 24 hours.
These studies show that Tetko woven inclusions show the fastest removal kinetics of 5-[(β-carboxyethyl) -amino] acridine over 24 hours. The final levels achieved for all encapsulated materials after 2 weeks were similar, and the 5-[(β-carboxyethyl) -amino] acridine concentration decreased to about 2 μM after 1 day, but 10 μM near
Example 25
Effect of compound adsorber on red blood cell function. Indicators of erythrocyte function were monitored over the course of 5-[(β-carboxyethyl) -amino] acridine and GSH removal experiments for various instrument configurations. The parameters measured were percent dissolution, ATP and K+Concentration included. Table 10 shows that ATP concentrations were generally not affected by the presence of a compound removal device: the decrease in ATP concentration was similar for the control (no IAD) and MN-200 or Pica G277 devices. PRBC K+The level was found to increase over time. The temperature at which removal occurred was the K of PRBC units exposed to the compound removal equipment over 20 days.+Did not affect the level. However, if the exposure time is extended to 35 days, the PRBC K+The rate of increase varied with the adsorbent type and achieved final levels of 40 and 45 mmol / L for the MN-200 and PICA G-277 devices, respectively, compared to the 39 mmol / L deviceless control. The percentage of red blood cells lysed with device exposure and no device control PRBC units was generally found to be between 0.1 and 1% after 24 hours. As shown in Tables 11 and 12 and illustrated in FIGS. 20 and 21, the% dissolution varied significantly depending on the type of adsorbent used. Table 11 shows the dissolution values obtained for PRBC exposed to two types of immobilized adsorbers over 35 days. Table 12 shows the dissolution values obtained for PRBC exposed to loose adsorbent particles encapsulated in a woven polymer mesh over 42 days. A manual vibrator was used to dose all PRBC units for 1 minute. The PRBC was then left static for 4 hours at room temperature. The apparatus was maintained at room temperature for 24 hours on a platelet shaker. They were then placed in a static state at 4 ° C. during the study. Immobilized MN-200 showed lower hemolytic level than immobilized PICA G-277, but Ambersorb synthetic carbon adsorbent has one of the lowest hemolytic levels when compared to loose adsorbent. Indicated. MN-200 IAD showed less hemolysis than a similar non-immobilized adsorbent. Similar observations were observed for other IADs as compared to similar non-immobilized adsorbents.
Table 13 shows a comparative study in which supernatants from erythrocyte samples containing glutathione and 5-[(β-carboxyethyl) amino] acridine were contacted with multiple different adsorbents. Activated carbon adsorbent is the only type of adsorbent that can substantially reduce the concentration of both 5-[(β-carboxyethyl) amino] acridine and glutathione. Both natural activated carbon (Norit and PICA) and synthetic activated carbon (Ambersorb) have been found to be effective in reducing compounds.
This example is composed of 30% Norit A Supra carbon (Norit Americas, Atlanta, GA) and uses a flow mode in plasma using an adsorbent made by Cuno (Meriden, CT) described earlier in the previous example. Describes typical performance of an immobilized adsorbent device at
The IAD was assembled using a 90
To complete disposable manufacturing, 1 LPL2410 bag is docked to a 1/8 inch OD tube, then this tube is at the IAD outlet so that the distance from the IAD midline to the bag is 40 cm. Attached. A tube of the same size was attached to the inlet of the SRD so that the distance from its midline to the bag would be 30 cm when the illumination bag was docked to it.
5-[(β-carboxyethyl) -amino] acridine was added to 500 mL of plasma to a final concentration of about 150 μM, and the plasma was irradiated with 6.3 J /
Table 14 shows the measured values of clotting factor activity and 5-[(β-carboxyethyl) -amino] acridine levels after treatment with IAD and before passing through IAD. This experiment was repeated three times. Report mean and standard deviation. Processing time averaged 14 minutes. Factors I, II, V, VII, X or coagulation factors, prothrombin time (PT) and activated partial thromboplastin time (aPTT) activity measured with virtually no change, and factors XI and XII There were very small changes. Factors VIII and IX showed somewhat greater changes, but they were acceptable, especially considering the formulation of these defective recombinant proteins. It should be noted that the highly selective nature of the device retains substantially all clotting activity while being passed through 0.9% of 5-[(β-carboxyethyl) -amino] acridine. .
A fibrous media consisting of Dowex Optipore L-493 attached to a non-woven polyester fiber matrix (Hoechst-L493) is produced by AQF splitting of Hoechst Celanese (Charlotte, NC). The performance of this adsorbent medium in a batch removal device for platelets was evaluated.
Preparation of platelets
3.5-4.5 x 10 in 300 mL of 35% autologous plasma11A single donor apheresis platelet unit containing 65 platelets (65% PAS III) was obtained from the Sacramento Blood Bank Center. 4 '-(4-amino-2-oxa) butyl-4,5', 8-trimethylpsoralen (Baxter Healthcare) was added to each platelet unit to reach a final concentration of 150 μM. Platelet units (4-5) were stored in a single PL-2410 plastic container and mixed well. The platelet pool was evenly divided into 4-5 1L PL2410 plastic containers to contain approximately 300 mL of platelet mixture each. Unit 3.0J / cm2Was photochemically treated with UV-A and transferred to a removal device suitable for this study. All experiments were photochemically treated (150 μM psoralen, 3.0 J / cm2Control platelets that were UVA) but not in contact with the removal device were included.
Equipment preparation
A standard removal device containing 2.5 g of Dowex XUS 43493 was prepared by Baxter Healthcare Corporation (Lot FX1032 D96F20042R). Experimental IADs were prepared in Hoechst-L493 media (Hoechst Celanese Corp.) supplied as a roll stock. The media was measured and cut to obtain the appropriate amount of adsorbent for each IAD (5.0 g and 7.5 g). The cut media was placed in a pouch constructed of 30 μm polyester mesh (Tetko) by impulse welding. The mesh pouch containing the media was autoclaved (121 ° C., 20 minutes) and placed in a sterile PL 2410 plastic container. Alternatively, the mesh pouch was placed in a PL 2410 container, the container was sealed, and all assembled parts were sterilized with 2.5 MRad gamma irradiation (SteriGenics, Corona, Calif.). Prior to transfer of photochemically treated platelets, excess air was manually removed from the apparatus using a syringe.
Adsorption kinetics
Following photochemical treatment with 4 '-(4-amino-2-oxa) butyl-4,5', 8-trimethylpsoralen and UVA, the platelet mixture was transferred to a PL 2410 plastic container equipped with a removal device. The apparatus was placed in a standard platelet incubator (Helmer) and stirred at 22 ° C., 70 cycles / min. Samples of the platelet mixture were removed at 1 hour intervals for the first 8 hours of storage. These samples were stored at 4 ° C. and later analyzed for residual 4 '-(4-amino-2-oxa) butyl-4,5', 8-trimethylpsoralen by HPLC analysis. The assay involves initial sample preparation to lyse platelets and solubilize 4 '-(4-amino-2-oxa) butyl-4,5', 8-trimethylpsoralen and free photoproduct. The supernatant from the sample preparation is2POFourAnalysis was on a C-18 reverse phase column with a gradient of increasing methanol in the buffer.
In vitro platelet function
The platelet mixture was agitated in contact with the remover for 7 days. In one study, the platelet mixture was contacted with IAD for 24 hours and transferred to a sterile 1 L PL2410 plastic container using a sterile tube welder (Terumo SCD 312). Platelets were placed back in the platelet incubator and stored for a storage period of more than 7 days.
Following 5 or 7 days storage, platelet number and pH were determined for each platelet unit. pH and pO2/ pCO2Was measured using CIBA-Corning model 238 Blood Gas Analyzer. The platelet count of each sample was determined using Baker 9118 and a Hematology analyzer.
Several assays were performed to assess in vitro platelet function. Platelet sample shape changes were monitored using a Chrono-
The response of platelets to low osmotic pressure was evaluated by Hypotonic Shock Response (HSR) assay. The change in light transmission after addition of the hypoosmotic solution was measured using a Chrono-
The ability of platelets to aggregate in response to ADP / collagen agonists was indicated by changes in optical transmission as measured with a Chrono-
Platelet status was assessed by platelet scoring. Samples were blinded and 100 platelet morphology scores were summed for each sample. The highest score possible is 400 (disk = 4, intermediate = 3, sphere = 2, dendritic object = 1, ballon body = 0).
Platelet activation was measured as indicated by the expression of p-selectin (Granular Membrane Protein, GMP-140). CD62 antibody was used as a test sample, mouse control IgG1 was used as a negative control, and CD62 antibody with phorbol myristate acetate (PMA) acetate was used as a positive control. Samples were analyzed with a FACScan (Becton Dickinson). The reported activation rate is related to the positive control, which is the difference between the test value and the negative control value.
Adsorption kinetics
The effect of incorporating adsorbent beads into the fiber matrix was investigated. 4.0 x 10 in 300 mL of 35% plasma11Platelet units containing 65 platelets (65% PAS III) with 150 μM 4 '-(4-amino-2-oxa) butyl-4,5', 8-trimethylpsoralen and 3.0 J / cm2Treated with UVA. 450g / m IAD from Hoechst-L4932Of adsorbent loading. IAD was sterilized by gamma irradiation. Following treatment with psoralen and UVA, the platelets were transferred to a removal device. Samples were taken at 1 hour intervals and analyzed for residual 4 '-(4-amino-2-oxa) butyl-4,5', 8-trimethylpsoralen by HPLC. FIG. 22 shows the kinetics for removal of 4 ′-(4-amino-2-oxa) butyl-4,5 ′, 8-trimethylpsoralen for IAD containing 5.0 g and 7.5 g Hoechst-L493 medium, 2.5 g Compared to the kinetics of a standard removal device containing loose beads. The IAD contained either 5.0 g Hoechst-L493 (triangle), 7.5 g Hoechst-L493 medium (square), or 2.5 g loose Dowex L493 adsorbent beads (circle). Hoechst-L493 medium is 450g / m2The adsorbent beads were included in the loading.
The adsorption kinetics of 4 '-(4-amino-2-oxa) butyl-4,5', 8-trimethylpsoralen was slower for Hoechst media when compared to an equal amount of loose adsorbent beads . A removal device containing 2.5 g of loose beads achieved the lowest level of residual 4 '-(4-amino-2-oxa) butyl-4,5', 8-trimethylpsoralen in a short time (1 hour). However, at longer times, IAD with 7.5g and 5.0g Hoechst-L493 media performed better. In this study, the adsorption kinetics achieved the goal of residual 4 '-(4-amino-2-oxa) butyl-4,5', 8-trimethylpsoralen less than 0.5μM under 4h
For longer periods (6-8 hours), the Hoechst-L493 IAD, which contains a larger amount of adsorbent, is better than the remaining 4 '-(4-amino-2-oxa) butyl-4,5', 8-trimethylpsoralen. Note that achieving a low level. This observation indicates that the slower adsorption kinetics of Hoechst-L493 IAD are the result of limited mass transport (diffusion to liquid flow) and not the result of loss of functional adsorption area due to fiber attachment. It suggests. Further studies have shown that lower levels of adsorbent loading (200-300 g / m2Hoechst-L493 media with) show that fluids can more easily penetrate the media, resulting in faster adsorption kinetics. 160g / m2Previous studies on Hoechst media containing Amberlite XAD-16 adsorbent at different loadings (data not shown) show that the adsorption kinetics are not affected by incorporation into the fiber substrate at low levels of loading.
Platelet yield and platelet function in vitro
Data from two separate studies are presented in this section. Platelet units within each study area originated from a single pool, so the effects of IAD media morphology, adsorbent amount, and contact time could be clearly assessed.
The first study evaluated the effect of fiberization (Hoechst medium) on platelet yield and function after prolonged contact (5 and 7 days). A total of 4 platelet units from a single pool was used in this study. A control unit without IAD was treated with psoralen and UVA. Two platelet units were contacted with 5.0 g Hoechst-L493. One unit was in contact with the IAD for 24 hours and then transferred to an empty PL 2410 storage container. The other unit was in contact with the IAD for the duration of the study. Hoechst-L493 IAD was sterilized with steam (120 ° C., 20 minutes). A standard removal device (2.5 g loose Dowex XUS-43493) obtained from Baxter was sterilized by gamma irradiation. As typically performed in devices that utilize loose adsorbent particles, platelets do not migrate away from the standard removal device after 8-16 hours of contact. Table 15A and Table 15B summarize the results from platelet counts after 5 and 7 days of storage, and in vitro function, respectively.
In a second study, IADs containing 5.0 g and 7.5 g Hoechst-L493 media were examined to determine if there was a significant decrease in platelet yield or in vitro function for higher media volumes. In this study, Hoechst-L493 IAD was sterilized by gamma irradiation. A standard removal device (2.5g Dowex XUS-43493) was involved in this study. Platelets remained in contact with the removal device for the entire duration of the study. Platelet counts after 5 and 7 days of storage, and results from in vitro function are summarized in Table 16A and Table 16B, respectively.
IAD prepared with Hoechst-L493 medium (5.0 g, 7.0 g) provides superior in vitro function when compared to a standard removal device (2.5 g loose XUS-43493) stored in contact with platelets for 5 days It was. In addition, 150 μM 4 '-(4-amino-2-oxa) butyl-4,5', 8-trimethylpsoralen and 3.0 J / cm2Platelets treated with 5% UVA showed improved in vitro function when contacted with Hoechst-L493 IADs (5.0 g) for 5 and 7 days, as shown by shape change, aggregation, and GMP-140 assay showed that. Further studies comparing 5-7 days storage for platelets (no psoralen / UVA) in the presence of IAD (50 g Hoechst-L493) and in the absence of IAD, storage with IAD as shown in the in vitro functional assay Showed that the performance of platelets could be improved.
Claims (44)
（１）該小有機化合物を吸着し得る高度に多孔性の吸着剤粒子、および
（２）該吸着剤粒子が固定された焼結ポリマー不活性マトリクス
を含み、
該小有機化合物は、ソラレンまたはその光活性化産物、ソラレン誘導体、チアジン色素、アクリジン、アクリジン誘導体およびキサンテン色素から選択され、
該吸着剤粒子は、ポリ芳香族樹脂からなり、そして
該焼結ポリマー不活性マトリクスは、ポリオレフィン繊維からなる、
吸着媒体。While substantially maintaining a desired biological activity of the blood made agents, a adsorption medium for reducing the concentration of small organic compounds in blood preparations,
(1) a highly porous adsorbent particle capable of adsorbing the small organic compound, and (2) a sintered polymer inert matrix on which the adsorbent particle is fixed,
The small organic compound is selected from psoralen or its photo-activated product, psoralen derivative, thiazine dye, acridine, acridine derivative and xanthene dye;
Adsorbent particles consists polyaromatic resins, and sintered polymeric inert matrix, a polyolefin fiber,
Adsorption medium.
生体適合性ハウジングならびに
（１）該病原体不活性化剤を吸着し得る吸着剤樹脂粒子および（２）該吸着剤樹脂粒子が固定された不活性マトリクスを有する、吸着媒体
を備え；
該システムがバッチ装置として構成される場合、該固定された吸着剤粒子は、１００μｍ〜１２００μｍの直径を有し、該システムがフロースルー装置として構成される場合、該固定された吸着剤粒子は、１μｍ〜２００μｍの直径を有し；そして、
該血液製剤は、該システムによる処理の後に所望の生物学的活性を実質的に維持し、該病原体不活性化剤は、ソラレン、ソラレン誘導体、アクリジン、アクリジン誘導体、キサンテン色素、チアジン色素、チオール、または光活性化産物を含み、
該吸着剤粒子は、ポリ芳香族樹脂からなり、そして
該不活性マトリクスは、ポリオレフィン繊維からなる、システム。A system for use in processing a blood product comprising a pathogen inactivator comprising:
A biocompatible housing and (1) an adsorbent resin particle having an adsorbent resin particle capable of adsorbing the pathogen inactivating agent and (2) an inert matrix on which the adsorbent resin particle is fixed;
When the system is configured as a batch device, the fixed adsorbent particles have a diameter of 100 μm to 1200 μm, and when the system is configured as a flow-through device, the fixed adsorbent particles are Having a diameter of 1 μm to 200 μm; and
The blood product substantially maintains the desired biological activity after treatment with the system, and the pathogen inactivator comprises psoralen, psoralen derivative, acridine, acridine derivative, xanthene dye, thiazine dye, thiol, or viewing including the light activation products,
The adsorbent particles comprise a polyaromatic resin; and
The inert matrix is a system comprising polyolefin fibers .
該血小板血液製剤と該比較血液製剤とは、その形成前には同じ血小板数を有する、血小板血液製剤。36. A platelet blood product that can be formed using the system of claim 33 or 35, wherein the platelet blood product lacks the inert matrix, whereby the adsorbent resin particles are immobilized within the housing. have a high blood platelet count than the comparative blood product which is manufactured using a system identical to system of claim 33 or 35, except that it has not been of,
The said platelet blood product and the comparative blood product, before its formation to have the same number of platelets, platelet blood product.
該血小板血液製剤と該比較血液製剤とは、その形成前には同じ血小板機能を有する、血小板血液製剤。A platelet blood product that can be formed using the system of claim 33 or 35, wherein the platelet blood product, the by Ri before Symbol adsorbent resin particles in an inert matrix deleted Kukoto is within the housing in possess improved platelet function than comparative blood product which is manufactured using a system identical to system of claim 33 or 35, except that it has not been fixed,
The said platelet blood product and the comparative blood product, before its formation to have the same platelet function, platelet blood product.
該赤血球血液製剤と該比較血液製剤とは、その形成前には同じ溶血変化を有する、赤血球血液製剤。A red blood cell blood product that can be formed using the system of claim 35 or 39, wherein the red cell blood product, the by Ri before Symbol adsorbent resin particles in an inert matrix deleted Kukoto is within the housing in compared to Comparative blood product which is manufactured using a system identical to system of claim 35 or 39, except that it has not been immobilized, they possess improved hemolytic change,
The said erythrocyte blood product and the comparative blood product, before its formation to have the same hemolysis change, erythrocyte blood product.
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